高速列車輪軌相對位置實時測量報警裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高速列車輪軌相對位置實時測量報警裝置。它包括：數(shù)字化圖像采集模塊：包括高速CCD攝像機、鏡頭、光源和保護罩，高速CCD攝像機、鏡頭和光源在前端完成輪軌圖像的精準采集，并輸送到后端的輪軌相對位置計算模塊。輪軌相對位置計算模塊：通過串口和網(wǎng)口與數(shù)字化圖像采集模塊連接，控制數(shù)字化圖像采集模塊的運行和停止，并接收數(shù)字化圖像采集模塊獲取的輪軌圖像信息，完成對圖像的處理和數(shù)據(jù)計算。顯示模塊：顯示模塊用于對計算的位置數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行可視化處理。通訊模塊：完成本裝置與列車上其它設(shè)備的通信。報警模塊：當輪軌之間的相對位置超過警報值時進行報警。它精度高，實時測量，速度快，安全性好，穩(wěn)定性高，使用簡便。
【專利說明】高速列車輪軌相對位置實時測量報警裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高速列車輪軌相對位置實時測量報警裝置，可實時監(jiān)測輪軌之間的相對位置，通過數(shù)據(jù)分析和判斷，可發(fā)出警報給列車駕駛員，列車駕駛員操作列車適時減速或停車，從而預(yù)防出軌事故的發(fā)生。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路運輸是國民經(jīng)濟的大動脈。在現(xiàn)代輪軌式鐵路交通運輸中，列車運行中自行脫軌的事故經(jīng)常發(fā)生，列車脫軌事故在鐵路列車總事故中占的比例最高，是危害鐵路運輸安全的嚴重事故之一。為了有效防止列車脫軌事故的發(fā)生，列車上需要增加一項實時監(jiān)測輪軌之間相對位置并能報警的裝置，當輪軌之間的相對位置超過警報值時進行報警，列車適時減速或停車，從而預(yù)防事故的發(fā)生。而目前沒有專門針對列車的輪軌相對位置實時測量并能報警的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供一種高速列車輪軌相對位置實時測量報警裝置，它采用高速攝像機和光源對輪軌圖像進行采集后，在高端的工業(yè)控制計算機上進行圖像處理、數(shù)據(jù)計算分析和判斷，進而測量出輪軌相對位置。該裝置精度高，實時測量，速度快，安全性好，穩(wěn)定性高，使用簡便。
[0004]本發(fā)明解決 其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:它包括:
[0005]數(shù)字化圖像采集模塊:包括高速CXD攝像機(3)、鏡頭(4)、光源(I)和保護罩(2)，高速CCD攝像機(3)、鏡頭(4)和光源(I)在前端完成輪軌圖像的精準采集，并輸送到后端的輪軌相對位置計算模塊，保護(2)可有效保護高速CXD攝像機(3)、鏡頭(4)和光源(I)不受泥水、沙子或霜凍等惡劣環(huán)境條件造成的影響；
[0006]輪軌相對位置計算模塊:通過串口和網(wǎng)口與數(shù)字化圖像采集模塊連接，控制數(shù)字化圖像采集模塊的運行和停止，并接收數(shù)字化圖像采集模塊獲取的輪軌圖像信息，完成對圖像的處理和數(shù)據(jù)的計算；
[0007]顯示模塊:與輪軌相對位置計算模塊連接，用于對計算的位置數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行可視化處理；
[0008]通訊模塊:與輪軌相對位置計算模塊連接，完成本裝置與列車上其它設(shè)備的通?目;
[0009]和報警模塊:與輪軌相對位置計算模塊連接，輪軌之間的相對位置超過警報值時報警。
[0010]本發(fā)明精度高，實時測量，速度快，安全性好，穩(wěn)定性高，使用簡便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。[0012]圖1為本發(fā)明示意圖。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明包括數(shù)字化圖像采集模塊、輪軌相對位置計算模塊、顯示模塊、通訊模塊和報警模塊。
[0014]數(shù)字化圖像采集模塊包括高速CXD攝像機3、鏡頭4、光源I和保護罩2。如圖1所示。高速CCD攝像機3、鏡頭4和光源I在前端完成輪軌圖像的精準采集，并輸送到后端的輪軌相對位置計算模塊。保護罩可有效保護高速CCD攝像機3、鏡頭4和光源I不受泥水、沙子或霜凍等惡劣環(huán)境條件造成的影響。CXD攝像機選3用1/3英寸的(XD，分辨率為1392*1040。數(shù)字化圖像采集模塊安裝在列車底部位置，高速CCD攝像機3和鏡頭4到輪軌的作用距離通過實際測量為750mm，選用1/3英寸、焦距為20mm的鏡頭后，測量精度約為
0.1mm,成像精度高,成像質(zhì)量好，采集速度快，安全可靠。
[0015]輪軌相對位置計算模塊選用高端計算機。該模塊通過串口和網(wǎng)口與數(shù)字化圖像采集模塊連接，控制數(shù)字化圖像采集模塊的運行和停止，并接收數(shù)字化圖像采集模塊獲取的輪軌圖像信息，完成對圖像的處理和數(shù)據(jù)的計算后，用于顯示模塊進行顯示、通訊模塊進行通訊，并控制報警模塊報警。輪軌相對位置計算模塊通過圖像匹配的方法來確定車輪與軌道，對匹配區(qū)域內(nèi)的圖像進行分割處理，找出描述形容軌道走向的擬合直線，再找出描述形容車輪走向的擬合直線，通過兩者之間的位置關(guān)系確定車輪與軌道的位置關(guān)系，為精確測量兩條擬和直線的各項參數(shù)，避免由于圖像處理整數(shù)級運算及圖像分辨率而帶來的誤差，還采用了亞像素細分技術(shù)來提高運算精度。這樣計算出來的輪軌相對位置精度高，穩(wěn)定性好。
[0016]顯示模塊與輪軌相對位置計算模塊連接，用于對計算的位置數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行可視化處理，用于列車駕駛員觀看數(shù)據(jù)，十分清晰、直觀。
[0017]通訊模塊與輪軌相對位置計算模塊連接，完成本裝置與列車上其它設(shè)備的通信，可將計算出的輪軌相對位置數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌O(shè)備上進行二次使用，便于信息的共享，使用方便。
[0018]報警模塊被輪軌相對位置計算模塊控制，當輪軌之間的相對位置超過警報值時進行報警。人機溝通良好。
[0019]該裝置精度高，實時測量，速度快，安全性好，穩(wěn)定性高，使用簡便。
【權(quán)利要求】
1.高速列車輪軌相對位置實時測量報警裝置，其特征在于:它包括: 數(shù)字化圖像采集模塊:包括高速CXD攝像機(3 )、鏡頭(4)、光源(I)和保護罩(2 )，高速CCD攝像機(3)、鏡頭(4)和光源(I)在前端完成輪軌圖像的精準采集，并輸送到后端的輪軌相對位置計算模塊，保護(2)可有效保護高速CXD攝像機(3)、鏡頭(4)和光源(I)不受泥水、沙子或霜凍等惡劣環(huán)境條件造成的影響； 輪軌相對位置計算模塊:通過串口和網(wǎng)口與數(shù)字化圖像采集模塊連接，控制數(shù)字化圖像采集模塊的運行和停止，并接收數(shù)字化圖像采集模塊獲取的輪軌圖像信息，完成對圖像的處理和數(shù)據(jù)的計算； 顯示模塊:與輪軌相對位置計算模塊連接，用于對計算的位置數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行可視化處理； 通訊模塊:與輪軌相對位置計算模塊連接，完成本裝置與列車上其它設(shè)備的通信； 和報警模塊:與輪軌相對位置計算模塊連接，輪軌之間的相對位置超過警報值時報警。
【文檔編號】B61K9/00GK103770807SQ201310719373
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】張佳麗, 井世麗, 張海君 申請人:河北漢光重工有限責任公司