一种全图像铁路道岔在线集成检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种全图像铁路道岔在线集成检测装置及方法，包括有第一检测机构、第二检测机构和第三检测机构，所述第一检测机构包括有第一面阵相机和第二面阵相机，及第三面阵相机，所述第二检测机构包括有第一线阵相机和第二线阵相机，及第一变焦球形面阵相机和第二变焦球形面阵相机，所述第三检测机构包括有第三线阵相机、第四线阵相机、第五线阵相机和第六线阵相机；该全图像铁路道岔在线集成检测装置及方法高效自动检测道岔日常维护全检项目；安全监测预警道岔病害和指导维修管理工作；多层次预防修含测量、甄别、排除车辆转向架等外来病害因素。

A kind of on-line integrated detection device and method for full picture railway turnout

The invention discloses a full picture railway turnout online integrated detection device and method, which comprises a first detection mechanism, a second detection mechanism and a third detection mechanism. The first detection mechanism includes a first array camera, a second array camera and a third array camera. The second detection mechanism includes a first array camera, a second array camera and a first zoom sphere The third detection mechanism includes the third linear array camera, the fourth linear array camera, the fifth linear array camera and the sixth linear array camera; the full image railway turnout online integrated detection device and method can automatically detect the daily maintenance and full inspection items of the turnout; safety monitoring and early warning turnout diseases and guide maintenance management; multi-level prevention Repair includes measurement, screening and elimination of external disease factors such as vehicle bogie.

【技术实现步骤摘要】
一种全图像铁路道岔在线集成检测装置及方法
本专利技术涉及一种铁路道岔检测领域，具体为一种全图像铁路道岔在线集成检测装置及方法。
技术介绍
道岔在铁路和地铁行业是必备轨道基础设施，担负着正常运营时列车变轨运行的重要任务，尤其在地铁行业，高峰期每隔2分钟左右就要动作二次，完成一次轨道切换任务。道岔特殊结构要素：尖轨刨切垂向刚度变小；尖轨受轮对横向力约束弱；辙叉咽喉区三角危害域；导曲线及岔前岔后轨距、平顺影响。随着铁路提速后道岔新建和改造任务重大，其运行的可靠性直接影响到列车的行车安全。根据近10年来铁路信号设备故障统计分析，道岔故障占信号设备故障总数的比例一直在20％～30％左右，显然是影响运输效率的主要因素之一。据统计，全国信号连锁的道岔合计有14万套，广州地铁某线为例：正线道岔43组，车辆段68组，如此推算目前广州地铁运行300公里线路在用道岔总数超过1000组。这样，采用以往的道岔养护方法，安排维修“天窗”与维修人员安全以及设备安全检查方面均难以满足运维要求。目前道岔故障在线诊断设计的装置主要由三部分组成：一是转辙机驱动的电压、电流和功率测量并通过扭力/功率参数换算过程扭力曲线；二是位移传感器和图像传感测量尖轨尖端与基本轨动静态密贴；三是动作过程转辙位置表示缺口测量到位与斥离。上述的检测装置存在着问题：1.准确性-扭力测量精度受电压、电流、相位测量精度影响和谐波影响；2.安全性-测量介入转辙机电路；3.适用性-ZY型液压、交直流驱动等方式使功率采样复杂且产生非线性和滞后问题；4.动态性-转辙机到位锁紧后电机停止，过车时振动、挤叉、撞击无法准确测量；5.全面性-未解决道岔维护人工作业量即岔区轨道几何尺寸日常繁重的检查测量。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种高效自动检测道岔日常维护全检项目；安全监测预警道岔病害和指导维修管理工作；多层次预防修含测量、甄别、排除车辆转向架等外来病害因素的全图像铁路道岔在线集成检测装置及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全图像铁路道岔在线集成检测装置，包括有第一检测机构、第二检测机构和第三检测机构，所述第一检测机构包括有用于交叉检测尖轨尖端的第一面阵相机和第二面阵相机，及用于检测转辙机拉杆图像的第三面阵相机，所述第二检测机构包括有用于测量动静态尖轨轨距、振动、xy向基本轨位移的第一线阵相机和第二线阵相机，及用于扫描完成道岔区关键部件与轨道轨距、平顺测量的第一变焦球形面阵相机和第二变焦球形面阵相机，所述第三检测机构包括有用于完成辙叉咽喉区变形测量和辙叉区轨距、高低、方向和水平动静态测量的第三线阵相机、第四线阵相机、第五线阵相机和第六线阵相机。进一步的，所述第一面阵相机和第二面阵相机对称设置于道岔前部两侧，所述第一线阵相机和第二线阵相机对称设置于道岔中部两侧，所述第一变焦面阵相机和第二变焦面阵相机对称设置于道岔中部两侧，所述第三线阵相机和第四线阵相机对称设置于道岔后部两侧，所述第五线阵相机和第六线阵相机对称设置于道岔后部两侧。进一步的，所述第三线阵相机和第四线阵相机与第五线阵相机和第六线阵相机对叉心组成双目测量结构，所述第五线阵相机与第六线阵相机组成上下股道过车时双目同步扫描、测量轮轴的转向平衡、轴向位移结构。本专利技术所要解决的另一技术问题为提供一种全图像铁路道岔在线集成检测方法，包括以下步骤：1)定义坐标系，其中x向为列车运动方向，Y向为平行轨面垂直于运动方向，列车运动方向左侧为正，Z向垂直于轨平面，向下为正；2)在道岔的前部设置第一面阵相机和第二面阵相机，完成转辙机动作的尖轨刨切面、尖轨尖端高度、厚度和与基本轨密贴、斥离测量；与系统坐标系比对动态跟踪自校准；3)在道岔的前部设置第三面阵相机，完成转辙过程拉杆到限位置、弹性变形测量，过车转向架轮对作用拉杆剪切力导致拉杆弹性变形测量，音频记录转辙过程表示杆位置卡锁解锁、电机驱动声响，音频记录过车转向架轮对撞击声响；4)在道岔的中部设置第一线阵相机和第二线阵相机，第一线阵相机和第二线阵相机设计轨底xy向标记Δ精确定位及叉枕漂移测量，作为定点xyz坐标系参考基准由人工尺引入量值传递、标定静态参数；组成双目同步扫描、测量轮轴的转向平衡、轴向位移；5)在道岔的中部设置第一变焦球形面阵相机和第二变焦球形面阵相机，扫描完成道岔区关键部件与轨道轨距、平顺测量；与系统坐标系比对动态跟踪自校准；6)在道岔的后部设置第三线阵相机、第四线阵相机、第五线阵相机和第六线阵相机，其中第三线阵相机与第四线阵相机和第五线阵相机与第六线阵相机对叉心组成双目测量，第五线阵相机与第六线阵相机对各自外股轨道检测设计轨底xy向标记Δ精确定位及叉枕漂移测量，作为定点xyz坐标系参考基准并由人工尺引入量值传递、标定静态参数，第五线阵相机与第六线阵相机组成上下股道过车时双目同步扫描、测量轮轴的转向平衡、轴向位移。进一步的，在步骤4)中，所述叉枕漂移测量算法为，枕心x向偏移＝(dx2-dx1)/2，枕叉中心线沿z轴旋转；枕心y向偏移＝(dy2-dy1)/2，枕叉中心偏离轨道中心，枕心z向偏移＝(dy2+dy1)/2，叉枕平面偏离z0距离，其中dx、dy分别为x向偏离和y向偏移距离。本专利技术的有益效果是：1，自动图像测量道岔日常维护检查保养项目；2，适应各种不同转辙机驱动方式的拉杆图像阻力曲线测量；3，便于实时监测管理和现场视像记录；4，对车辆转向架病害管理减少道岔病害；设备简约、高效和准确、可靠。附图说明图1为道岔全图像检测设计方案图；图2为空间矢量测量方案图；图3为叉枕嵌入附助标记图；图4为道岔车国内病害关联预防施&盲点示意图；图5为线路道岔日常维护工作检测示意图；图6为远程用户界面示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。一种全图像铁路道岔在线检测方法；基于图像微变形线性测量转辙机12拉杆动作过程作用力；适应于各种转辙机12驱动过程的快速、线性安全测量；动态准确检测拉杆在过车振动、挤叉、撞击；全面测量尖轨、基本轨和心轨振动、xy向位移测量；自动检测道岔日常维护全检项目并自动测量、甄别车辆转向架等外来病害因素。参阅图1所示，主要技术设计如下：坐标系定义：x向为列车运动方向；Y向为平行轨面垂直于运动方向，列车运动方向左侧为正；Z向垂直于轨平面，向下为正。将检测区域分别A1、B1、C1三个区域，其中C1区域包裹B1区域，B1区域包裹A1区域，A1区域功能为：视频检测尖轨尖端和轨身刨切面形状、密贴、拉杆阻力、振动、过车挤叉撞击、声音检测；B1区域功能为:尖轨轨距及过车时该处的尖轨及基本轨变形、振动检测；道岔全区域部件与轨道平顺检查；C1区域功能为：辙叉咽喉区变形、振动、方向、轨距动静态检测。在A1区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全图像铁路道岔在线集成检测装置，包括有第一检测机构、第二检测机构和第三检测机构，其特征在于：所述第一检测机构包括有用于交叉检测尖轨尖端的第一面阵相机和第二面阵相机，及用于检测转辙机拉杆图像的第三面阵相机，所述第二检测机构包括有用于测量动静态尖轨轨距、振动、xy向基本轨位移的第一线阵相机和第二线阵相机，及用于扫描完成道岔区关键部件与轨道轨距、平顺测量的第一变焦球形面阵相机和第二变焦球形面阵相机，所述第三检测机构包括有用于完成辙叉咽喉区变形测量和辙叉区轨距、高低、方向和水平动静态测量的第三线阵相机、第四线阵相机、第五线阵相机和第六线阵相机。/n

【技术特征摘要】
1.一种全图像铁路道岔在线集成检测装置，包括有第一检测机构、第二检测机构和第三检测机构，其特征在于：所述第一检测机构包括有用于交叉检测尖轨尖端的第一面阵相机和第二面阵相机，及用于检测转辙机拉杆图像的第三面阵相机，所述第二检测机构包括有用于测量动静态尖轨轨距、振动、xy向基本轨位移的第一线阵相机和第二线阵相机，及用于扫描完成道岔区关键部件与轨道轨距、平顺测量的第一变焦球形面阵相机和第二变焦球形面阵相机，所述第三检测机构包括有用于完成辙叉咽喉区变形测量和辙叉区轨距、高低、方向和水平动静态测量的第三线阵相机、第四线阵相机、第五线阵相机和第六线阵相机。


2.根据权利要求1所述的全图像铁路道岔在线集成检测装置，其特征在于：所述第一面阵相机和第二面阵相机对称设置于道岔前部两侧，所述第一线阵相机和第二线阵相机对称设置于道岔中部两侧，所述第一变焦面阵相机和第二变焦面阵相机对称设置于道岔中部两侧，所述第三线阵相机和第四线阵相机对称设置于道岔后部两侧，所述第五线阵相机和第六线阵相机对称设置于道岔后部两侧。


3.根据权利要求1所述的全图像铁路道岔在线集成检测装置，其特征在于：所述第三线阵相机和第四线阵相机与第五线阵相机和第六线阵相机对叉心组成双目测量结构，所述第五线阵相机与第六线阵相机组成上下股道过车时双目同步扫描、测量轮轴的转向平衡、轴向位移结构。


4.一种全图像铁路道岔在线集成检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）定义坐标系，其中x向为列车运动方向，Y向为平行轨面垂直于运动方向，列车运动方向左侧为正，Z向垂直于轨平面，向下为正；
2）在道岔的前部设置第一面阵相机和第二面阵相机，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹至刚，向亦青，杨强龙，
申请(专利权)人：广州市奥特创通测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44