一种铁路车辆宽度超限激光检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种铁路车辆宽度超限的激光检测方法和装置。根据这种方法及装置，由激光发射器发射检测激光束，如果通过车辆宽度超限，激光接收器会接收到反射的激光信号并转换为电信号后传输给单片机信号处理器进行处理和鉴别，将其输出的报警和位置标志信息上传给上位计算机，同时现场发出声光报警。本发明专利技术装置具有空间分辨率高，响应时间快，抗光电干扰能力强，占用空间小和易于安装，造价成本低等特点，尤其适应对运行中的铁路车辆和货物的动态超宽自动检测和报警。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交通运输车辆超限检测和报警
，尤其涉及一 5 种适于在铁路线路两侧建立宽度超限激光警戒线，检查运行中的铁路 车辆和货物是否存在动态宽度超限的自动化检测方法和装置。
技术介绍
现代化铁路和公路的迅速发展，愈来愈依托于具有先进、科学、 实用的安全检测系统。对铁路和公路车辆以及装载货物，在停车或限 10 速很低时进行的静态宽度超限检测已经存在传统简单的测量方法，但 检测效率太低，很难全面实施。而对允许车辆正常速度运行时进行的 动态宽度超限检测比起静态超限检测来说则更具实际意义，它对于保 障车辆和地面设施的安全，防止重大交通事故的发生具有更为显著的积极作用。15 曾有在铁路上空或两侧门架上安装成排的金属片构成的实体检 测设施。车辆通过时超宽物体会碰撞金属片发生变形或移位，根据变 形或移位的金属片位置可进行超宽检测，但是这种方法限速很低，往 往又需要频繁的对金属片修整复位，从而会明显影响检测和运输效 率。20 还有报道将半导体激光发射器和接收器呈对射式布设构成警戒 线的铁路车辆货物超限检测装置。由于检测时限速太低，主要用于站 场内货物装载后的复核检测。而且需要安装在线路两侧搭建的整体门 架上，占用空间大，结构比较复杂，因此很少推广应用。国外近几年釆用激光旋转扫描运行中的车辆和货物截面，测量其25 轮廓外尺寸并与已有限界值进行比较，从而判定车辆以及装载货物是 否超限的装置和方法。但是由于其扫描频率和角度分辨率偏低的限制，两次扫描螺旋间距较大导致可以检测分辨的物体尺寸较大，或者 适应的车辆运行速度偏低，因而还不适合对小物体快速运动状态下的 动态检测；而且需要安装在线路两侧搭建的整体门架上，占用空间大 安装位置不易满足，结构比较复杂，造价昂贵。因此，在许多铁路运 5输现场安装和推广使用受到限制。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题 本专利技术的目的之一是提供一种快速可靠检测运行中铁路车辆宽 度超限的激光检测装置及方法，主要釆用反射式激光探测的基本原 10理，充分利用激光東发散角小，功率密度大，响应时间快，抗干扰能力强的特点，实现对高速闯入的小体积物体快速可靠检测和报警功 能。本专利技术的另一目的是提供一种体积小、结构简单、造价低的铁路 车辆宽度超限激光检测装置。15 (二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术釆取以下方案 一种铁路车辆宽度超限激光检测装置，包括直流电源，用于对检测装置提供电能；永磁传感器，用于自动开启检测装置电源以及检测 通过车辆轮对的序位；上位计算机，用于接收、存储、管理检测数据， 20 还包括激光发射器，发射激光東建立车辆宽度超限激光警戒线；激光发射电路板，用于驱动激光发射器发出编码特征激光束；激光接收器，用于接收宽度超限物体反射光信号，并将该光信号转换为电信号后传输给单片机信号处理器；25单片机信号处理器，对永磁传感器和激光接收器的输出信号进行处理和鉴别，向声光报警器发出报警信号，并向上位计算机传输报警 信号和由单片机处理之后的数据信息；声光报警器，由单片机信号处理器输出的报警信号控制声光报 警，用于现场报警和辅助调试提示；其中所述直流电源、激光发射器、激光发射电路板、激光接收器、单片机信号处理器和声光报警器通过电线连接并都安装在机箱内；5 其中激光发射器中的半导体激光管和它前端的准直透镜组同置于发射简内，组合支架上安装有发射器支架，发射器支架上设有改变 发射筒方向的垂直调整螺丝和水平调整螺丝，其中发射简被固定在发 射器支架中心。其中所述激光发射电路板包括产生出一定频率和编码特征的电10信号的调制脉冲发生器电路，以及激励半导体激光管发出同样频率和编码特征脉冲激光的功率驱动器电路；其中激光接收器的接收简内依次装有凸透镜、滤光片和光电转换 元件，组合支架上安装有接收器支架，接收器支架上设有改变接收筒 方向的垂直调整螺丝和水平调整螺丝，其中接收简被固定在接收器支 15 架中心；其中单片机信号处理器包括滤波、放大电路以及单片机信号处理 电路；其中所述的单片机信号处理电路包括光电隔离模块，用于将 永磁传感器和激光接收器输出的电信号引入到单片机的接口；单片机 模块，用于处理和鉴别信号特征，并输出报警信号；实时时钟单元模20 块，为报警信号和定位永磁传感器检测的车辆轮对序位提供通过时间 的信息；存储单元模块，用于提供报警信号、车辆轮对序位以及所对 应时间的数据存储；通信模块，用于将存储单元模块中的数据信息上 传到上位计算机中。一种铁路车辆宽度超限激光检测的方法，包括以下步骤25 A:在检测装置前方位置上设有开机永磁传感器，首位车轮轮对压过开机永磁传感器时，提前开启检测装置的电源，激光发射器开始向正上方或斜向上方发射警戒激光東，激光接收器同时开始工作；B:首位车辆轮对和后续轮对压过设在检测装置旁的定位永磁传 感器时所产生的电脉冲信号即轮对序号，与时间信息同时存储在单片 机信号处理器中，为超宽位置提供参考坐标。C:当有超过限制宽度的车辆或物体穿过时，激光接收器接收到 5 从超宽物体上反射回来的激光信号并进行光电转换为电信号，该电信 号传输给单片机信号处理器，由单片机信号处理器进行信号处理和鉴别；D:处理过的信号包含有效报警信号、超限发生时间以及对应车 辆轮对序位和时间信息，对此检测信息存储并通过通信模块上传到上 io位计算机中，如果发生报警则同时启动声光报警器进行现场报警；E:如果在间隔设定时间内没有后续的轮对序号时，检测电源自 动关闭，激光发射器和激光接收器停止工作；其中步骤C还包括步骤Cl:单片机信号处理器首先对从激光接收器传输过来的电信号进 15行常见的滤波、放大电路处理成为具有一定幅值的电脉冲信号。C2:上述电脉冲信号，经过光电隔离模块引入到单片机的接口， 由单片机模块鉴别接收信号的编码特征是否与发射信号编码特征一致，确认是否为反射激光的有效报警信号，其它杂散光因不具备该编 码特征而被滤除。20 C3:如果是反射激光的有效报警信号，则在存储器中存储有效报警信号，并根据单片机的实时时钟记录下超限发生时间和曰期。 (三)有益效果本专利技术有如下优点它具有激光東方向性极好，时间和空间分辨 率高；抗强电磁和光干扰性能力强等优点。由于适应车速高可检测物 25 体小，更有利于提高安全可靠性和实用性；检测装置本身体积小且可 以在地面安装，因而更便于灵活布设；结构比较简单，造价偏低有利 于推广应用。从而提供出一种新型的动态宽度超限检测装置，尤其适 应于运行中的铁路车辆和货物动态宽度超限检测和报警。 附图说明图l是本专利技术总体结构示意图； 图2是本专利技术的激光发射器结构示意图； 5图3是本专利技术的激光接收器结构示意图； 图4是本专利技术的激光发射电路板原理框图； 图5是本专利技术的单片机信号处理器电路板原理框图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。io 如图1所示，为总体结构示意图。其中，22为箱体25的上盖；23为箱体25的底板；24是激光发射器和激光接收器的通光口 ； 26 是发射电路板和单片机信号处理器电路板盒；27为激光发射器盒体; 28为激光接收器盒体；29是安装激光发射器支架和激光接收器支架 的组合支架；30为直流电源；其上方为声光报警器31; 32为安装孔is滑道；相关附件均固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路车辆宽度超限激光检测装置，包括直流电源，永磁传感器，上位计算机，其特征在于，还包括：激光发射器，发射激光束建立车辆宽度超限激光警戒线；激光发射电路板，用于驱动激光发射器发出编码特征激光束；激光接收器，用于接收 宽度超限物体反射光信号，并将该光信号转换为电信号后传输给单片机信号处理器；单片机信号处理器，对永磁传感器和激光接收器的输出信号进行处理和鉴别，向声光报警器发出报警信号，并向上位计算机传输报警信号和由单片机处理之后的数据信息； 声光报警器，由单片机信号处理器发出的报警信号控制声光报警，用于现场报警和辅助调试提示；其中所述直流电源、激光发射器、激光发射电路板、激光接收器、单片机信号处理器和声光报警器通过电线连接并安装在机箱内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王启华，王东波，
申请(专利权)人：北京北奥东华激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]