【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁路设备，具体涉及一种红外测距的智能防溜铁鞋及智能检测方法。
技术介绍
1、防溜铁鞋是防止铁路停留车辆发生移动和溜逸的重要工具，由于铁路线路分布范围广，停留车辆多，社会治安环境复杂，防溜铁鞋的管理成为困扰铁路作业人员的难题。目前智能防溜铁鞋针对铁鞋在车轮下设防的几种监测技术存在以下缺陷：
2、采用应变片压力监测，通过车轮压鞋，应变片产生形变，主控通过采集形变值，判断压鞋状态，这种监测方式在这种使用场合下，应变片的使用寿命很有限，损坏率极高，且在状态判断下，误判率也比较高。
3、采用超声波监测，通过超声波的收发来判断与障碍物之间的距离，不过容易因为现场环境，如抖动，干扰造成的误判，且价格相对较高。
4、红外测距是一种常见的测距方案，通常采用红外线，波长在760nm-10000nm之间作为侦测信号，探测距离在数厘米到数米之间，原理主要是利用光电效应，一对红外对管，发射管发射特定频率的红外信号，当红外信号照射到物体表面，被照射物体会反射部分红外线，接收管可以检测到反射回来的光线，然后通过计算反射光线的时间和强度，来计算出与被检测物体之间的距离，但以下几种因素会影响红外测距的准确性：
5、环境因素：红外采集的准确性和稳定性，也会受环境因素的影响，如高温，湿度等，都会导致采集的准确度下降。
6、光线干扰：红外是通过光电效应的采集方式，则在其他光源的干扰下也会影响到结果的准确性和可靠性。
7、距离：红外测距只能测量米级和毫米级，距离过长会导致弱化或完全失去
8、物体的表面特性：对于某些反射率较高的材料，如金属，镜面反射会导致红外线的大量反射，从而影响穿透性和转递距离。
9、综上所述，急需一种能够保证红外测距稳定性的铁鞋以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种红外测距的智能防溜铁鞋及智能检测方法，以解决现有技术中智能防溜铁鞋在监测过程中易产生误判的技术问题，具体技术方案如下：
2、本专利技术提供了一种红外测距的智能防溜铁鞋，包括铁鞋本体、安装于该铁鞋本体前端的前置轮距探头、安装于该铁鞋本体底部的轨距红外探头以及安装于该铁鞋内部的核心电子组件，该铁鞋本体上开设有供该前置轮距探头的红外线穿过的第一开孔，该铁鞋本体上开设有供该轨距红外探头的红外线穿过的第二开孔，该核心电子组件包括姿态传感器、震动传感器、通信模块以及微控制单元，该微控制单元连接于该前置轮距探头、该轨距红外探头、该姿态传感器、震动传感器和通信模块，该微控制单元通过通信模块信号连接于外部服务器。
3、本专利技术红外测距的智能防溜铁鞋的进一步改进在于，该核心电子组件还包括卫星定位模块，该卫星定位模块连接于该微控制单元。
4、本专利技术红外测距的智能防溜铁鞋的进一步改进在于，该核心电子组件还包括电量管理模块，该电量管理模块连接于该微控制单元。
5、本专利技术红外测距的智能防溜铁鞋的进一步改进在于，该电量管理模块包括电池、用于监测电池电量的电量实时监测子模块和用于保护电池充放电的充电管理子模块。
6、本专利技术还提供了一种采用如上所述的红外测距的智能防溜铁鞋的智能检测方法，包括如下步骤：通过前置轮距探头测量并采集火车车轮与铁鞋本体之间的距离，通过轨距红外探头测量并采集铁鞋本体与轨道之间的距离，通过姿态传感器测量并采集铁鞋本体的姿态，通过震动传感器测量并采集铁鞋本体的震动情况；通过微控制单元接收该前置轮距探头、该轨距红外探头、该姿态传感器和震动传感器的测量数据，将接收的该前置轮距探头、该轨距红外探头的测量数据进行滤波计算得到计算后红外数据，并根据计算后红外数据及接收到的姿态与震动数据判断该铁鞋本体是否为正常状态，若是，则继续接收测量数据，若否，则将该信息通过通信模块传递至外部服务器发出警报；该微控制单元通过通信模块将所有测量数据传递至外部服务器，对铁鞋本体进行远程监控。
7、本专利技术红外测距的智能检测方法的进一步改进在于，该滤波计算包括如下步骤：
8、先对测量数据通过滑动平均滤波器进行平滑处理得到平滑后数据；
9、再对该平滑后数据通过卡尔曼滤波器进行预测和更新得到预测更新后数据；
10、再对该预测更新后数据进行综合滤波算法计算得到综合滤波数据，该综合滤波算法计算结合了滑动平均滤波和卡尔曼滤波两种算法；
11、最后通过测试代码进行该综合滤波数据的计算得到最终滤波数据。
12、本专利技术红外测距的智能检测方法的进一步改进在于，在通过测试代码进行该综合滤波数据的计算得到最终滤波数据时，在主函数中创建一个示例数据集，设置数据缓冲区大小、计算过程噪声方差、测量噪声方差和估计方差，并对计算后数据进行综合滤波，最后输出滤波后的最终滤波数据。
13、本专利技术红外测距的智能检测方法的进一步改进在于，定义该铁鞋本体的正常状态为正常设防状态，定义该铁鞋本体的非正常状态为被压鞋状态、松动状态或姿态不正状态。
14、本专利技术红外测距的智能检测方法的进一步改进在于，通过卫星定位模块测量并采集该铁鞋本体的位置信息，再由该微控制单元接收位置信息，并通过通信模块将该位置信息传递至外部服务器。
15、本专利技术红外测距的智能检测方法的进一步改进在于，通过电量管理模块监测并采集电量信息，再由该微控制单元接收电量信息，并通过通信模块将该电量信息传递至外部服务器。
16、应用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：
17、本专利技术红外测距的智能防溜铁鞋，通过核心电子组件计算获得红外测距的准确测量数据并判断铁鞋的状态，解决了现有技术中智能防溜铁鞋在监测过程中易产生误判的技术问题，本专利技术具有稳定的硬件，以及精确的算法，受环境因素影响较小，能够使产品在极端恶劣的环境下，自适应不同的车轮测距，且依旧可以稳定工作，精准的采集数据，从而可远程准确地判断铁鞋的状态，并及时对铁鞋的姿态进行对应调整，进而避免出现安全事故。
18、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
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1.一种红外测距的智能防溜铁鞋，其特征在于，包括铁鞋本体、安装于所述铁鞋本体前端的前置轮距探头、安装于所述铁鞋本体底部的轨距红外探头以及安装于所述铁鞋内部的核心电子组件，所述铁鞋本体上开设有供所述前置轮距探头的红外线穿过的第一开孔，所述铁鞋本体上开设有供所述轨距红外探头的红外线穿过的第二开孔，所述核心电子组件包括姿态传感器、震动传感器、通信模块以及微控制单元，所述微控制单元连接于所述前置轮距探头、所述轨距红外探头、所述姿态传感器、震动传感器和通信模块，所述微控制单元通过通信模块信号连接于外部服务器。
2.根据权利要求1所述的红外测距的智能防溜铁鞋，其特征在于，所述核心电子组件还包括卫星定位模块，所述卫星定位模块连接于所述微控制单元。
3.根据权利要求2所述的红外测距的智能防溜铁鞋，其特征在于，所述核心电子组件还包括电量管理模块，所述电量管理模块连接于所述微控制单元。
4.根据权利要求3所述的红外测距的智能防溜铁鞋，其特征在于，所述电量管理模块包括电池、用于监测电池电量的电量实时监测子模块和用于保护电池充放电的充电管理子模块。
5.一
6.根据权利要求5所述的红外测距的智能检测方法，其特征在于，所述滤波计算包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的红外测距的智能检测方法，其特征在于，在通过测试代码进行所述综合滤波数据的计算得到最终滤波数据时，在主函数中创建一个示例数据集，设置数据缓冲区大小、计算过程噪声方差、测量噪声方差和估计方差，并对计算后数据进行综合滤波，最后输出滤波后的最终滤波数据。
8.根据权利要求5所述的红外测距的智能检测方法，其特征在于，定义所述铁鞋本体的正常状态为正常设防状态，定义所述铁鞋本体的非正常状态为被压鞋状态、松动状态或姿态不正状态。
9.根据权利要求5所述的红外测距的智能检测方法，其特征在于，通过卫星定位模块测量并采集所述铁鞋本体的位置信息，再由所述微控制单元接收位置信息，并通过通信模块将所述位置信息传递至外部服务器。
10.根据权利要求5所述的红外测距的智能检测方法，其特征在于，通过电量管理模块监测并采集电量信息，再由所述微控制单元接收电量信息，并通过通信模块将所述电量信息传递至外部服务器。
...【技术特征摘要】
1.一种红外测距的智能防溜铁鞋，其特征在于，包括铁鞋本体、安装于所述铁鞋本体前端的前置轮距探头、安装于所述铁鞋本体底部的轨距红外探头以及安装于所述铁鞋内部的核心电子组件，所述铁鞋本体上开设有供所述前置轮距探头的红外线穿过的第一开孔，所述铁鞋本体上开设有供所述轨距红外探头的红外线穿过的第二开孔，所述核心电子组件包括姿态传感器、震动传感器、通信模块以及微控制单元，所述微控制单元连接于所述前置轮距探头、所述轨距红外探头、所述姿态传感器、震动传感器和通信模块，所述微控制单元通过通信模块信号连接于外部服务器。
2.根据权利要求1所述的红外测距的智能防溜铁鞋，其特征在于，所述核心电子组件还包括卫星定位模块，所述卫星定位模块连接于所述微控制单元。
3.根据权利要求2所述的红外测距的智能防溜铁鞋，其特征在于，所述核心电子组件还包括电量管理模块，所述电量管理模块连接于所述微控制单元。
4.根据权利要求3所述的红外测距的智能防溜铁鞋，其特征在于，所述电量管理模块包括电池、用于监测电池电量的电量实时监测子模块和用于保护电池充放电的充电管理子模块。
5.一种采用如权利要求1所述的红...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐鼎明，刘汉岭，何荣龙，戎浩，刘茂军，
申请(专利权)人：株洲太昌电子信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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