專利名稱：輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道交通領(lǐng)域，具體而言，涉及一種輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置及其檢測方法。
背景技術(shù)：
由于列車的車輪以及鐵軌的形狀都是比較復(fù)雜的，而在列車行進(jìn)時(shí)，車輪與鐵軌的接觸關(guān)系對(duì)于評(píng)判列車的運(yùn)行安全性等方面又有非常重要的用途，因此如何獲得列車行進(jìn)狀態(tài)下準(zhǔn)確、直觀的輪軌接觸關(guān)系是自列車發(fā)明以來人們一直想解決的問題。但到目前為止，相關(guān)技術(shù)只能通過間接手段或?qū)嶒?yàn)室方法來研究輪軌接觸狀態(tài)，即通過模擬行車的手段來獲得結(jié)果。通過這種實(shí)驗(yàn)的方式由于實(shí)驗(yàn)條件與真實(shí)狀態(tài)存在較大差距，因此所得的數(shù)據(jù)與真實(shí)狀態(tài)差距較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置，以解決上述的問題。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種輪軌接觸關(guān)系可視化檢測方法，以輔助解決上述的問題。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置，包括測速單元、觸發(fā)單元、拍攝單元、光源、處理單元以及標(biāo)記物列；其中，所述光源包括面光源；所述測速單元、所述面光源、所述觸發(fā)單元以及所述拍攝單元沿列車的行進(jìn)方向依次分布；所述面光源為兩個(gè)；兩個(gè)所述面光源分別位于被測鋼軌的兩側(cè)；所述拍攝單元為兩個(gè)；兩個(gè)所述拍攝單元分別位于被測鋼軌的兩側(cè)；且位于被測鋼軌一側(cè)的所述拍攝單元與位于該被測鋼軌另一側(cè)的所述面光源相對(duì)；所述標(biāo)記物列包括沿列車的行進(jìn)方向依次分布在檢測區(qū)域內(nèi)的多個(gè)標(biāo)記物；所述測速單元用于:檢測列車的行駛速度；所述觸發(fā)單元用于:在被測車輪進(jìn)入檢測區(qū)域時(shí)控制拍攝單元開始拍攝，在被測車輪離開檢測區(qū)域時(shí)控制拍攝單元停止拍攝；所述拍攝單元用于:根據(jù)列車的行駛速度以及預(yù)定的拍攝數(shù)量計(jì)算出拍攝速度并根據(jù)該拍攝速度拍攝檢測區(qū)域內(nèi)列車的被測車輪與被測鋼軌的輪軌接觸畫面；所述光源用于:照射檢測區(qū)域；所述處理單元用于:根據(jù)畫面中的標(biāo)記物以及預(yù)先儲(chǔ)存的標(biāo)記物參數(shù)對(duì)拍攝單元拍攝的畫面進(jìn)行矯正，并將拍攝單元所獲取的兩張同一位置的矯正后的畫面進(jìn)行拼接處理形成輪軌關(guān)系圖像。本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種輪軌接觸關(guān)系可視化檢測方法，包括下列步驟:
檢測列車的行駛速度，并根據(jù)列車行駛速度以及預(yù)定的拍攝數(shù)量計(jì)算出拍攝速度；在被測車輪進(jìn)入檢測區(qū)域后開始按計(jì)算出的拍攝速度拍攝檢測區(qū)域內(nèi)列車的被測車輪與被測鋼軌的輪軌接觸畫面；在被測車輪離開檢測區(qū)域后停止拍攝；根據(jù)畫面中的標(biāo)記物以及預(yù)先儲(chǔ)存的標(biāo)記物參數(shù)對(duì)拍攝單元拍攝的畫面進(jìn)行矯正；將所獲取的兩張同一位置的矯正后的畫面進(jìn)行拼接處理形成輪軌關(guān)系圖像。本發(fā)明上述所提供的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置及方法，通過各單元之間的相互配合能夠使被測車輪與檢測區(qū)域內(nèi)的鋼軌的接觸關(guān)系清晰的被拍攝單元拍攝下來，之后通過畫面中的標(biāo)記物以及預(yù)先儲(chǔ)存的標(biāo)記物參數(shù)對(duì)畫面進(jìn)行矯正并拼接便可獲得列車行進(jìn)狀態(tài)下被測車輪與鋼軌的接觸關(guān)系。在此過程中，為了保證拍攝單元能夠清晰捕獲到被測車輪與鋼軌的接觸關(guān)系畫面，特意將面光源和拍攝單元沿列車的行進(jìn)方向分布，并將位于被測鋼軌一側(cè)的拍攝單元與位于該被測鋼軌另一側(cè)的面光源相對(duì)，這樣便能夠保證拍攝單元處于背光拍攝，能夠更加清晰的捕捉到被測車輪與鋼軌的輪廓，從而更直觀的反應(yīng)其接觸情況。


圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記:1_測速單元，2-拍攝單元，3-面光源，4-開啟模塊，5-關(guān)閉模塊，6_反光板，7-第一點(diǎn)光源,8-第二點(diǎn)光源,9-線光源，10-標(biāo)記物列。
具體實(shí)施例方式下面通過具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置，如圖1所示，包括測速單元1、觸發(fā)單元、拍攝單元2、光源、處理單元(未示出)以及標(biāo)記物列10 ；其中，光源包括面光源3 ;測速單元1、面光源3、觸發(fā)單元以及拍攝單元2沿列車的行進(jìn)方向依次分布；面光源3為兩個(gè)；兩個(gè)面光源3分別位于被測鋼軌的兩側(cè)；拍攝單元2為兩個(gè)；兩個(gè)拍攝單元2分別位于被測鋼軌的兩側(cè)；且位于被測鋼軌一側(cè)的拍攝單元2與位于該被測鋼軌另一側(cè)的面光源3相對(duì)；標(biāo)記物列10包括沿列車的行進(jìn)方向依次分布在檢測區(qū)域內(nèi)的多個(gè)標(biāo)記物；測速單元I用于:檢測列車的行駛速度；觸發(fā)單元用于:在被測車輪進(jìn)入檢測區(qū)域時(shí)控制拍攝單元2開始拍攝，在被測車輪離開檢測區(qū)域時(shí)控制拍攝單元2停止拍攝；拍攝單元2用于:根據(jù)列車的行駛速度以及預(yù)定的拍攝數(shù)量計(jì)算出拍攝速度并根據(jù)該拍攝速度拍攝檢測區(qū)域內(nèi)列車的被測車輪與被測鋼軌的輪軌接觸畫面；光源用于:照射檢測區(qū)域；處理單元用于:根據(jù)畫面中的標(biāo)記物以及預(yù)先儲(chǔ)存的標(biāo)記物參數(shù)對(duì)拍攝單元2拍攝的畫面進(jìn)行矯正，并將拍攝單元2所獲取的兩張同一位置的矯正后的畫面進(jìn)行拼接處理形成輪軌關(guān)系圖像。本發(fā)明上述實(shí)施例所提供的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置，通過各單元之間的相互配合能夠使被測車輪與檢測區(qū)域內(nèi)的鋼軌的接觸關(guān)系清晰的被拍攝單元2拍攝下來，之后通過畫面中的標(biāo)記物以及預(yù)先儲(chǔ)存的標(biāo)記物參數(shù)對(duì)畫面進(jìn)行矯正并拼接便可獲得列車行進(jìn)狀態(tài)下被測車輪與鋼軌的接觸關(guān)系。在此過程中，為了保證拍攝單元2能夠清晰捕獲到被測車輪與鋼軌的接觸關(guān)系畫面，特意將面光源3和拍攝單元2沿列車的行進(jìn)方向分布，并將位于被測鋼軌一側(cè)的拍攝單元2與位于該被測鋼軌另一側(cè)的面光源3相對(duì)，這樣便能夠保證拍攝單元2處于背光拍攝，能夠更加清晰的捕捉到被測車輪與鋼軌的輪廓，從而更直觀的反應(yīng)其接觸情況。拍攝單元2可以采用高速攝像機(jī)或其它具有圖像獲取功能的設(shè)備。優(yōu)選地，觸發(fā)單元可以包括開啟模塊4和關(guān)閉模塊5兩部分，沿列車的行進(jìn)方向，開啟模塊4和關(guān)閉模塊5分別位于檢測區(qū)域的兩側(cè)。這樣能夠更方便的對(duì)拍攝單元2進(jìn)行控制。在拍攝過程中，由于列車的車輪設(shè)置有輪緣，單純通過設(shè)置面光源3可能無法清晰的照射到使輪緣與鋼軌之間的縫隙，導(dǎo)致拍攝出的畫面不能清晰、準(zhǔn)確的反應(yīng)出該處的接觸狀況。為了避免上述情況，可以設(shè)置一塊反光板6，反光板6位于該被測鋼軌朝向另一根鋼軌的一側(cè)；光源還包括第一點(diǎn)光源7，第一點(diǎn)光源7朝向反光板6設(shè)置，以使其所發(fā)出的光能經(jīng)反光板6反射至檢測區(qū)域內(nèi)。這樣便可將光反射至輪緣與鋼軌之間的縫隙內(nèi)。之所以采用點(diǎn)光源是因?yàn)辄c(diǎn)光源的能量更強(qiáng)，呈現(xiàn)出的輪廓更加清晰。優(yōu)選地，光源還可以 包括第二點(diǎn)光源8 ;第二點(diǎn)光源8位于被測鋼軌遠(yuǎn)離另一根鋼軌的一側(cè)。這樣可以進(jìn)一步起到補(bǔ)光作用，使鋼軌另一側(cè)的輪廓更加清晰。為了使標(biāo)記物在畫面中能夠清晰的顯示出來，光源還可包括用于照射所述標(biāo)記物的線光源9。優(yōu)選地，可以在所述被測鋼軌的兩側(cè)均設(shè)有所述標(biāo)記物列10以及線光源9 ;位于鋼軌一側(cè)的線光源9照射與其同側(cè)的標(biāo)記物。這樣能夠使兩個(gè)拍攝單元2均能夠清晰的捕獲到標(biāo)記物。進(jìn)一步地，還可將標(biāo)記物設(shè)置為黑白相間，配合線光源9能夠進(jìn)一步提高標(biāo)記物在畫面上的清晰程度。為了便于制造和安裝，還可以將同一標(biāo)記物列10中的所有標(biāo)記物集成設(shè)計(jì)為一塊標(biāo)記板。這樣就不用再分別制造單個(gè)標(biāo)記物，再安裝時(shí)標(biāo)記物之間的距離等參數(shù)也不用再做調(diào)整，便可直接安放在鐵軌兩側(cè)。優(yōu)選地，開啟模塊4和關(guān)閉模塊5均可包括相對(duì)應(yīng)的傳感器發(fā)射端和傳感器接收端。這種結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，成本低。優(yōu)選地，處理單元可以為工業(yè)計(jì)算機(jī)，其處理能力強(qiáng)，速度快，效率高，而且系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性也更強(qiáng)。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供了一種使用上述實(shí)施例所提供的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測方法，包括下列步驟:
SlOl:檢測列車的行駛速度，并根據(jù)列車行駛速度以及預(yù)定的拍攝數(shù)量計(jì)算出拍攝速度；S102:在被測車輪進(jìn)入檢測區(qū)域后開始按計(jì)算出的拍攝速度拍攝檢測區(qū)域內(nèi)列車的被測車輪與被測鋼軌的輪軌接觸畫面；S103:在被測車輪離開檢測區(qū)域后停止拍攝；S104:根據(jù)畫面中的標(biāo)記物以及預(yù)先儲(chǔ)存的標(biāo)記物參數(shù)對(duì)拍攝單元拍攝的畫面進(jìn)行矯正；S105:將所獲取的兩張同一位置的矯正后的畫面進(jìn)行拼接處理形成輪軌關(guān)系圖 像。通過上述方法便可獲得列車行進(jìn)狀態(tài)下被測車輪與鋼軌的接觸關(guān)系。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均 應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置，其特征在于，包括測速單元、觸發(fā)單元、拍攝單元、光源、處理單元以及標(biāo)記物列； 其中，所述光源包括面光源；所述測速單元、所述面光源、所述觸發(fā)單元以及所述拍攝單元沿列車的行進(jìn)方向依次分布； 所述面光源為兩個(gè)；兩個(gè)所述面光源分別位于被測鋼軌的兩側(cè)； 所述拍攝單元為兩個(gè)；兩個(gè)所述拍攝單元分別位于被測鋼軌的兩側(cè)；且位于被測鋼軌一側(cè)的所述拍攝單元與位于該被測鋼軌另一側(cè)的所述面光源相對(duì)； 所述標(biāo)記物列包括沿列車的行進(jìn)方向依次分布在檢測區(qū)域內(nèi)的多個(gè)標(biāo)記物； 所述測速單元用于:檢測列車的行駛速度； 所述觸發(fā)單元用于:在被測車輪進(jìn)入檢測區(qū)域時(shí)控制拍攝單元開始拍攝，在被測車輪離開檢測區(qū)域時(shí)控制拍攝單元停止拍攝； 所述拍攝單元用于:根據(jù)列車的行駛速度以及預(yù)定的拍攝數(shù)量計(jì)算出拍攝速度并根據(jù)該拍攝速度拍攝檢測區(qū)域內(nèi)列車的被測車輪與被測鋼軌的輪軌接觸畫面； 所述光 源用于:照射檢測區(qū)域； 所述處理單元用于:根據(jù)畫面中的標(biāo)記物以及預(yù)先儲(chǔ)存的標(biāo)記物參數(shù)對(duì)拍攝單元拍攝的畫面進(jìn)行矯正，并將拍攝單元所獲取的兩張同一位置的矯正后的畫面進(jìn)行拼接處理形成輪軌關(guān)系圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置，其特征在于，所述觸發(fā)單元包括開啟模塊和關(guān)閉模塊，沿列車的行進(jìn)方向，所述開啟模塊和所述關(guān)閉模塊分別位于檢測區(qū)域的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置，其特征在于，還包括反光板；所述反光板位于該被測鋼軌朝向另一根鋼軌的一側(cè)；所述光源還包括第一點(diǎn)光源，所述第一點(diǎn)光源朝向所述反光板設(shè)置，以使其所發(fā)出的光能經(jīng)反光板反射至北側(cè)區(qū)域內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置，其特征在于，所述光源還包括第二點(diǎn)光源；所述第二點(diǎn)光源位于被測鋼軌遠(yuǎn)離另一根鋼軌的一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置，其特征在于，所述光源還包括用于照射所述標(biāo)記物的線光源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置，其特征在于，所述被測鋼軌的兩側(cè)均設(shè)有所述標(biāo)記物列以及線光源；位于鋼軌一側(cè)的所述線光源照射與其同側(cè)的標(biāo)記物。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置，其特征在于，所述標(biāo)記物的表面顏色為黑白相間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置，其特征在于，所述開啟模塊和所述關(guān)閉模塊均包括相對(duì)應(yīng)的傳感器發(fā)射端和傳感器接收端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置，其特征在于，所述處理單元為工業(yè)計(jì)算機(jī)。
10.使用權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置的輪軌接觸關(guān)系可視化檢測方法，其特征在于，包括下列步驟: 檢測列車的行駛速度，并根據(jù)列車行駛速度以及預(yù)定的拍攝數(shù)量計(jì)算出拍攝速度；在被測車輪進(jìn)入檢測區(qū)域后開始按計(jì)算出的拍攝速度拍攝檢測區(qū)域內(nèi)列車的被測車輪與被測鋼軌的輪軌接觸畫面； 在被測車輪離開檢測區(qū)域后停止拍攝； 根據(jù)畫面中的標(biāo)記物以及預(yù)先儲(chǔ)存的標(biāo)記物參數(shù)對(duì)拍攝單元拍攝的畫面進(jìn)行矯正； 將所獲取的兩張同一位置的矯正 后的畫面進(jìn)行拼接處理形成輪軌關(guān)系圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及軌道交通領(lǐng)域，具體為一種輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置及其檢測方法。輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置包括測速單元、觸發(fā)單元、拍攝單元、光源、處理單元以及標(biāo)記物列；其中，光源包括面光源；測速單元、面光源、觸發(fā)單元以及拍攝單元沿列車的行進(jìn)方向依次分布；面光源為兩個(gè)；兩個(gè)面光源分別位于被測鋼軌的兩側(cè)；拍攝單元為兩個(gè)；兩個(gè)拍攝單元分別位于被測鋼軌的兩側(cè)；且位于被測鋼軌一側(cè)的拍攝單元與位于該被測鋼軌另一側(cè)的面光源相對(duì)；標(biāo)記物列包括沿列車的行進(jìn)方向依次分布在檢測區(qū)域內(nèi)的多個(gè)標(biāo)記物；本發(fā)明提供的一種輪軌接觸關(guān)系可視化檢測裝置及其檢測方法，能夠更加清晰的捕捉到被測車輪與鋼軌的輪廓，從而更直觀的反應(yīng)其接觸情況。
文檔編號(hào)G01C11/00GK103234526SQ201310161879
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月6日
發(fā)明者肖杰靈, 劉學(xué)毅, 王平, 徐井芒, 劉婷林, 趙坪銳, 張渝 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)