一種地鐵站臺邊界輪廓采集裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種地鐵站臺邊界輪廓采集裝置，其包括二維激光掃描儀和角度編碼器，所述的二維激光掃描儀安裝在軌道車輛車尾面中垂線與各車門底邊所在平面的交點處，所述的角度編碼器安裝在車輪軸頭上。本實用新型實現(xiàn)了車載、動態(tài)、連續(xù)采集站臺邊界輪廓，不僅大大減輕了工作量和提高了工作效率，也提高了數(shù)據(jù)采集的完整性和精度；并且這種車載式安裝位置，不會對車體運行產(chǎn)生影響，可以永久安裝在軌道車輛上，可實現(xiàn)實時采集和檢測；另外，本實用新型還具有使用成本低，方便推廣應用等優(yōu)點，具有顯著性應用價值。
【專利說明】一種地鐵站臺邊界輪廓采集裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型是涉及一種地鐵站臺邊界輪廓采集裝置，屬于軌道檢測【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，地鐵設(shè)備限界檢測最常用的方法是斷面檢測法，該方法具有檢查全面、徹底的優(yōu)點，但需要耗費較多的人力、物力。因為目前實現(xiàn)限界輪廓的采集主要是通過全站儀或限界檢測車進行全站定點掃描采集。這種靜態(tài)采集操作不僅工作量大、效率低，而且誤差大，已不能匹配現(xiàn)今高速發(fā)展的地鐵行業(yè)的檢測需求。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型的目的是提供一種低成本、能實現(xiàn)車載動態(tài)采集地鐵站臺邊界輪廓的裝置。
[0004]為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種地鐵站臺邊界輪廓采集裝置，包括二維激光掃描儀和角度編碼器，所述的二維激光掃描儀安裝在軌道車輛車尾面中垂線與各車門底邊所在平面的交點處，所述的角度編碼器安裝在車輪軸頭上。
[0006]作為優(yōu)選方案，還包括圖像采集卡和信號采集卡，所述的圖像采集卡與二維激光掃描儀連接，所述的信號采集卡與角度編碼器連接。
[0007]作為進一步優(yōu)選方案，所述的圖像采集卡選用基于FPGA的圖像采集卡。
[0008]作為進一步優(yōu)選方案，所述的信號采集卡選用AR4000記錄儀。
[0009]作為優(yōu)選方案，所述的二維激光掃描儀選取LMS200型號。
[0010]作為優(yōu)選方案，所述的角度編碼器選取WDG-AM23-360型號。
[0011]本實用新型的工作原理如下:
[0012]所述的二維激光掃描儀發(fā)出激光脈沖，激光脈沖經(jīng)過掃描儀內(nèi)部一個旋轉(zhuǎn)反光鏡對周圍環(huán)境形成扇形掃描，激光脈沖打到被測物體上，經(jīng)過反射回到掃描儀的脈沖接收器。二維激光掃描儀將測出的各點數(shù)據(jù)以極坐標形式存儲，以二維激光掃描儀為極坐標原點，各點到掃描儀的距離為極坐標半徑，各點對應反光鏡旋轉(zhuǎn)角度為極角，從而得到掃描范圍內(nèi)站點邊界輪廓圖像。
[0013]所述的角度編碼器根據(jù)二維激光掃描儀的分辨率定時發(fā)出脈沖信號，根據(jù)相鄰脈沖間隔時間段車輛走過的距離，可對掃描的站點位置進行定位。
[0014]本實用新型所述裝置可應用于地鐵限界檢測和安全距離檢測中，例如:可通過將二維激光掃描儀掃描得到的某個站點的站臺斷面輪廓數(shù)據(jù)的極坐標形式轉(zhuǎn)換為直角二維坐標，同時結(jié)合角度編碼器獲取的車輛前進方向上的距離得到空間三維坐標，然后在同一三維坐標系下導入規(guī)定的車輛限界坐標值，可測得車體到屏蔽門的距離，與規(guī)定安全距離進行比對，可得知屏蔽門與車體間距離是否滿足安全要求。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果:
[0016]本實用新型通過將二維激光掃描儀安裝在軌道車輛車尾面中垂線與各車門底邊所在平面的交點處，將角度編碼器安裝在車輪軸頭上，實現(xiàn)了車載、動態(tài)、連續(xù)采集站臺邊界輪廓，不僅大大減輕了工作量和提高了工作效率，也提高了數(shù)據(jù)采集的完整性和精度；并且這種車載式安裝位置，不會對車體運行產(chǎn)生影響，可以永久安裝在軌道車輛上，可實現(xiàn)實時采集和檢測；另外，本實用新型還具有使用成本低，方便推廣應用等優(yōu)點，具有顯著性應用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型提供的一種地鐵站臺邊界輪廓采集裝置的機械結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1、二維激光掃描儀；2、角度編碼器；3、軌道車輛；4、車輪；5、車門；6、站臺；7、屏蔽門。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實施例和附圖，進一步闡述本實用新型。
[0020]實施例
[0021]如圖1所示:本實用新型提供的一種地鐵站臺邊界輪廓采集裝置，包括二維激光掃描儀I和角度編碼器2，所述的二維激光掃描儀I安裝在軌道車輛3的車尾面中垂線與各車門5的底邊所在平面的交點處，所述的角度編碼器2安裝在車輪4的軸頭上。
[0022]作為優(yōu)選方案，還包括圖像采集卡和信號采集卡，所述的圖像采集卡與二維激光掃描儀連接，所述的信號采集卡與角度編碼器連接。
[0023]所述的圖像采集卡選用基于FPGA的圖像采集卡，因為這種采集卡具有A/D轉(zhuǎn)換和存儲功能，能得到720*576、25幀/秒的圖像，能滿足高性能圖像采集要求，且具有集成度聞、可罪性聞等優(yōu)點。
[0024]所述的信號采集卡選用AR4000記錄儀，因為該記錄儀采用32位微處理器和5.6英寸單色液晶顯示屏，內(nèi)置32MB NAND FLASH作為歷史數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)，具有12路模擬量輸入、2路脈沖量輸入、4路模擬量變送輸出、12路開關(guān)量輸出、10mA配電輸出，可實現(xiàn)信號采集、顯示、記錄、報警、累積報表等功能，通過RS-232/RS-485和以太網(wǎng)通訊接口，可實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控、組態(tài)管理、歷史數(shù)據(jù)讀取等功能，通過CF卡可實現(xiàn)組態(tài)管理、監(jiān)控畫面管理和歷史數(shù)據(jù)管理等功能。
[0025]所述的二維激光掃描儀選取LMS200型號，該款二維激光掃描儀每秒能完成75次180 °的掃描任務(例如:0 °，I °，2 °，…，179 °，180 °或者0.5° , 1.5° ,-,179.5° )，數(shù)據(jù)傳輸速率可達500Kbps，具有限界圖繪制模塊、掃描結(jié)果輪廓圖繪制模塊和掃描結(jié)果數(shù)據(jù)庫。
[0026]所述的角度編碼器選取WDG-AM23-360型號，因該款角度編碼器是采用高性能智能集成磁敏感元件，具有無觸點、無噪聲、高靈敏度、高重復性、接近無限轉(zhuǎn)動壽命、高頻響應特性好、環(huán)境適用性強等優(yōu)點，可360°絕對位置測量，突然掉電重啟，信號不會變，絕對位置不會變。
[0027]本實用新型的工作原理如下:
[0028]所述的二維激光掃描儀發(fā)出激光脈沖，激光脈沖經(jīng)過掃描儀內(nèi)部一個旋轉(zhuǎn)反光鏡對周圍環(huán)境形成扇形掃描，激光脈沖打到被測物體上，經(jīng)過反射回到掃描儀的脈沖接收器。二維激光掃描儀將測出的各點數(shù)據(jù)以極坐標形式存儲，以二維激光掃描儀為極坐標原點，各點到掃描儀的距離為極坐標半徑，各點對應反光鏡旋轉(zhuǎn)角度為極角，從而得到掃描范圍內(nèi)站點邊界輪廓圖像。
[0029]所述的角度編碼器根據(jù)二維激光掃描儀的分辨率定時發(fā)出脈沖信號，根據(jù)相鄰脈沖間隔時間段車輛走過的距離，可對掃描的站點位置進行定位。
[0030]本實用新型所述裝置可應用于地鐵限界檢測和安全距離檢測中，例如:可通過將二維激光掃描儀I掃描得到的某個站點的站臺6斷面輪廓數(shù)據(jù)的極坐標形式轉(zhuǎn)換為直角二維坐標，同時結(jié)合角度編碼器2獲取的車輛前進方向上的距離得到空間三維坐標，然后在同一三維坐標系下導入規(guī)定的車輛限界坐標值，可測得車體到屏蔽門7的距離，與規(guī)定安全距離進行比對，可得知屏蔽門與車體間距離是否滿足安全要求。
[0031]綜上所述可見:本實用新型通過將二維激光掃描儀安裝在軌道車輛車尾面中垂線與各車門底邊所在平面的交點處，將角度編碼器安裝在車輪軸頭上，實現(xiàn)了車載、動態(tài)、連續(xù)采集站臺邊界輪廓，不僅大大減輕了工作量和提高了工作效率，也提高了數(shù)據(jù)采集的完整性和精度；并且這種車載式安裝位置，不會對車體運行產(chǎn)生影響，可以永久安裝在軌道車輛上，可實現(xiàn)實時采集和檢測；另外，本實用新型還具有使用成本低，方便推廣應用等優(yōu)點，具有顯著性應用價值。
[0032]最后有必要在此說明的是:以上實施例只用于對本實用新型的技術(shù)方案作進一步詳細地說明，不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本實用新型的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整均屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種地鐵站臺邊界輪廓采集裝置，其特征在于:包括二維激光掃描儀和角度編碼器，所述的二維激光掃描儀安裝在軌道車輛車尾面中垂線與各車門底邊所在平面的交點處，所述的角度編碼器安裝在車輪軸頭上。
2.如權(quán)利要求1所述的地鐵站臺邊界輪廓采集裝置，其特征在于:還包括圖像采集卡和信號采集卡，所述的圖像采集卡與二維激光掃描儀連接，所述的信號采集卡與角度編碼器連接。
3.如權(quán)利要求2所述的地鐵站臺邊界輪廓采集裝置，其特征在于:所述的圖像采集卡選用基于沖以的圖像采集卡。
4.如權(quán)利要求2所述的地鐵站臺邊界輪廓采集裝置，其特征在于:所述的信號采集卡選用八財000記錄儀。
5.如權(quán)利要求1所述的地鐵站臺邊界輪廓采集裝置，其特征在于:所述的二維激光掃描儀選取]3200型號。
6.如權(quán)利要求1所述的地鐵站臺邊界輪廓采集裝置，其特征在于:所述的角度編碼器選取10(}-艦23-360型號。
【文檔編號】B61L15/00GK204124147SQ201420575847
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月6日
【發(fā)明者】呂宏, 何越磊, 李再幃, 王春梅 申請人:上海工程技術(shù)大學