本發(fā)明涉及火車(chē)裝載量計(jì)量與監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光掃描式火車(chē)裝車(chē)檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在國(guó)內(nèi)很多的鐵路運(yùn)輸中，火車(chē)裝車(chē)采用龍門(mén)吊裝載物料入火車(chē)車(chē)廂，車(chē)廂中物料重量則靠裝載操作人員經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，然后火車(chē)開(kāi)出裝料場(chǎng)通過(guò)軌道秤稱(chēng)量，每節(jié)車(chē)廂內(nèi)物料到達(dá)規(guī)定重量范圍，才能運(yùn)輸出去。這種方式常常導(dǎo)致火車(chē)裝載量不足或者裝載量超限。當(dāng)載量不足時(shí)，降低了運(yùn)輸?shù)男?，增加了運(yùn)輸?shù)某杀?；而?dāng)裝載量超限時(shí)，將危及鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?，必須要返回料?chǎng)做卸貨處理，大大降低了裝車(chē)效率和提高了運(yùn)輸成本。
激光檢測(cè)主要應(yīng)用于位移檢測(cè)，由于激光位移檢測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式檢測(cè)，并且檢測(cè)速度快、精度高、現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)在線(xiàn)檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)展迅速。由于火車(chē)車(chē)廂結(jié)構(gòu)的特殊性，不便于對(duì)裝車(chē)量進(jìn)行直接計(jì)量，同時(shí)裝車(chē)過(guò)程是個(gè)動(dòng)態(tài)的，裝車(chē)過(guò)程中環(huán)境復(fù)雜，粉塵多，噪聲大。如何實(shí)現(xiàn)火車(chē)運(yùn)輸中物料的自動(dòng)檢測(cè)與裝載，實(shí)現(xiàn)裝車(chē)的自動(dòng)化，提高火車(chē)裝車(chē)系統(tǒng)的智能化水平，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約成本，是急需解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)所提到的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種激光掃描式火車(chē)裝車(chē)檢測(cè)裝置，包括：
2對(duì)激光掃描儀，其每對(duì)分別設(shè)置在軌道的兩側(cè)，同側(cè)的一對(duì)激光掃描儀的連線(xiàn)與軌道平行且距離軌道的距離為5～10m，所述激光掃描儀按照設(shè)定的時(shí)間間隔，連續(xù)采集火車(chē)車(chē)廂內(nèi)每幀物料流截面輪廓采集點(diǎn)數(shù)據(jù)和帶速數(shù)據(jù)，所述激光掃描儀根據(jù)每幀物料流截面輪廓采集點(diǎn)數(shù)據(jù)和帶速數(shù)據(jù)建立每幀物料流截面輪廓采集點(diǎn)的三維坐標(biāo)；
位移傳感器，其設(shè)置在軌道的軌枕上，其用于感測(cè)火車(chē)車(chē)廂與2對(duì)激光掃描儀之間的距離值；
控制中心平臺(tái)，其用于接收所述位移傳感器和2對(duì)激光掃描儀發(fā)送的數(shù)據(jù)，所述控制中心平臺(tái)通過(guò)位移傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)計(jì)算得出開(kāi)啟最佳位置的激光掃描儀；所述控制中心平臺(tái)根據(jù)接收激光掃描儀發(fā)送的三維坐標(biāo)構(gòu)造出火車(chē)車(chē)廂內(nèi)物料的動(dòng)態(tài)包絡(luò)曲線(xiàn)面，并計(jì)算實(shí)時(shí)裝車(chē)體積；當(dāng)裝車(chē)的體積超過(guò)預(yù)設(shè)的體積a或低于預(yù)設(shè)的體積b時(shí)，所述控制中心平臺(tái)發(fā)送停止裝車(chē)或已清空的指令；
控制箱，其設(shè)置在火車(chē)裝車(chē)站，所述控制箱接收所述控制中心平臺(tái)發(fā)送的停止裝車(chē)指令或已清空的指令后，控制箱發(fā)出報(bào)警信息。
優(yōu)選方案是：所述報(bào)警信息為聲音報(bào)警或指示燈報(bào)警。
優(yōu)選方案是：所述指示燈為led指示燈。
優(yōu)選方案是：所述控制箱包括觸摸屏、地面控制器、i/o轉(zhuǎn)換模塊；其中所述地面控制器與i/o轉(zhuǎn)換模塊相連；所述觸摸屏與所述地面控制器相連，所述觸摸屏用于輸入控制命令。
優(yōu)選方案是：還包括中控對(duì)講模塊，所述控制箱還包括對(duì)講模塊，中控對(duì)講模塊通過(guò)外部接口與所述對(duì)講模塊相連并進(jìn)行通訊。
優(yōu)選方案是：所述控制箱上設(shè)置有急停按鈕。
本發(fā)明提高了火車(chē)裝車(chē)的智能化水平，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約成本。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。
應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
本發(fā)明提供了一種激光掃描式火車(chē)裝車(chē)檢測(cè)裝置，包括：2對(duì)激光掃描儀，其每對(duì)分別設(shè)置在軌道的兩側(cè)，同側(cè)的一對(duì)激光掃描儀的連線(xiàn)與軌道平行且距離軌道的距離為5～10m，所述激光掃描儀按照設(shè)定的時(shí)間間隔，連續(xù)采集火車(chē)車(chē)廂內(nèi)每幀物料流截面輪廓采集點(diǎn)數(shù)據(jù)和帶速數(shù)據(jù)，所述激光掃描儀根據(jù)每幀物料流截面輪廓采集點(diǎn)數(shù)據(jù)和帶速數(shù)據(jù)建立每幀物料流截面輪廓采集點(diǎn)的三維坐標(biāo)，將激光掃描圖像進(jìn)行灰度處理，得到灰度圖；對(duì)灰度圖進(jìn)行閾值處理，得到保留有激光線(xiàn)條的二值化圖像；提取二值化圖像中的激光線(xiàn)條的中心線(xiàn)；對(duì)中心線(xiàn)進(jìn)行特征點(diǎn)匹配，并計(jì)算得到攝像頭坐標(biāo)下的三維點(diǎn)云；將三維點(diǎn)云轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)下的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；位移傳感器，其設(shè)置在軌道的軌枕上，其用于感測(cè)火車(chē)車(chē)廂與2對(duì)激光掃描儀之間的距離值；控制中心平臺(tái)，其用于接收所述位移傳感器和2對(duì)激光掃描儀發(fā)送的數(shù)據(jù)，所述控制中心平臺(tái)通過(guò)位移傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)計(jì)算得出開(kāi)啟最佳位置的激光掃描儀；所述控制中心平臺(tái)根據(jù)接收激光掃描儀發(fā)送的三維坐標(biāo)構(gòu)造出火車(chē)車(chē)廂內(nèi)物料的動(dòng)態(tài)包絡(luò)曲線(xiàn)面，并計(jì)算實(shí)時(shí)裝車(chē)體積；當(dāng)裝車(chē)的體積超過(guò)預(yù)設(shè)的體積a或低于預(yù)設(shè)的體積b時(shí)，所述控制中心平臺(tái)發(fā)送停止裝車(chē)或已清空的指令；隨著激光掃描儀掃描完整個(gè)車(chē)廂，得到整個(gè)視場(chǎng)內(nèi)的所有三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。激光掃描儀得到的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)傳輸給所述控制中心平臺(tái)。一個(gè)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的坐標(biāo)可記為(xw，yw，zw)，控制中心平臺(tái)將多組三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，構(gòu)建車(chē)廂內(nèi)物料表面面型結(jié)構(gòu)，得到物料體積。具體的，控制中心平臺(tái)接收的激光掃描儀發(fā)送的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。控制中心平臺(tái)使用三角剖分構(gòu)建車(chē)廂內(nèi)物料表面面型結(jié)構(gòu)，通過(guò)已知坐標(biāo)系相對(duì)于車(chē)廂底部的空間關(guān)系，求出每個(gè)點(diǎn)到車(chē)廂底部的高度hi。使用微分求和法求出物料體積：v＝σhi△si其中si是每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的微分底面積；控制箱，其設(shè)置在火車(chē)裝車(chē)站，所述控制箱接收所述控制中心平臺(tái)發(fā)送的停止裝車(chē)指令或已清空的指令后，控制箱發(fā)出報(bào)警信息，所述報(bào)警信息為聲音報(bào)警或指示燈報(bào)警，所述指示燈為led指示燈，所述控制箱包括觸摸屏、地面控制器、i/o轉(zhuǎn)換模塊；其中所述地面控制器與i/o轉(zhuǎn)換模塊相連；所述觸摸屏與所述地面控制器相連，所述觸摸屏用于輸入控制命令。所述檢測(cè)裝置還包括中控對(duì)講模塊，所述控制箱還包括對(duì)講模塊，中控對(duì)講模塊通過(guò)外部接口與所述對(duì)講模塊相連并進(jìn)行通訊。所述控制箱上設(shè)置有急停按鈕。
盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)。