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专利号: 2017112848301
申请人: 石家庄铁道大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于双激光源的车载式轮轨位移图像检测方法,其特征在于包括:

将第一激光源(1)和第二激光源(2)固定在轮对的中心位置P,并调节所述第一激光源(1)和第二激光源(2)的位置,使第一激光源(1)照射出的激光点A位于第一钢轨轨面上,第二激光源(2)照射出的激光点B同样位于第一钢轨轨面上,且AB两个激光点的连线与钢轨(3)的边缘垂直;

将相机(4)通过支架(5)安装在两激光点区域正上方的车体(8)上,且所述相机(4)的主光轴与钢轨轨面(6)垂直,在列车行驶的过程中,通过相机(4)对激光点A和激光点B所在的钢轨轨面(6)图像进行采集,采集后的图像传输至所述计算机进行处理,计算机通过对比初始状态和某一状态下激光点A和激光点B在第一钢轨轨面上的位置以及激光源的位置,计算得出车轮(7)与钢轨(3)之间的横移量、车轮(7)与钢轨(3)之间的垂移量以及车轮(7)与钢轨(3)之间的冲角。

2.如权利要求1所述的基于双激光源的车载式轮轨位移图像检测方法,其特征在于,所述车轮(7)与钢轨(3)之间的横移量通过以下方法获得:初始状态时,通过对所述相机(4)采集的图像进行处理,得出所述激光点A与左钢轨边缘的距离,或激光点B与左钢轨边缘的距离,作为初始值x0;

在所述列车行驶的过程中,通过对所述相机(4)采集的图像进行处理,得出行驶时所述激光点A与左钢轨边缘的距离,或激光点B与左钢轨边缘的距离,作为实时值x1;

根据公式y1=x1-x0计算出所述车轮(7)与钢轨(3)之间的横移量y1。

3.如权利要求1所述的基于双激光源的车载式轮轨位移图像检测方法,其特征在于,所述车轮(7)与钢轨(3)之间的垂移量通过以下方法获得:O点为轮对中点P在钢轨顶面所在的水平面中的投影点,做POC平面与车轮轮缘(9)所在平面平行,并与激光点A激光点B连线的延长线交于点C,轮对中点P与激光点B的连线BP与OP的夹角为α,轮对中点P与激光点A的连线AP与OP的夹角为β,AP与BP的夹角为γ,当两个激光源的位置确定时,α,β,γ为已知量;

初始状态时,通过对所述相机(4)采集的图像进行处理,得出所述激光点A与激光点B之间的初始距离d1,根据公式 计算出所述点P与点O之间的初始距离d2;

在列车行驶的过程中,通过对所述相机(4)采集的图像进行处理,得出所述激光点A与激光点B之间的实时距离d1′,根据公式 计算出所述P点与O的初始距离d2′;

根据公式y2=d2′-d2的出所述车轮与钢轨之间的垂移量y2。

4.如权利要求1所述的基于双激光源的车载式轮轨位移图像检测方法,其特征在于,所述车轮(7)与钢轨(3)之间的冲角通过以下方法获得:初始状态时,通过对所述相机(4)采集的图像进行处理,得到所述激光点A与激光点B之间连线的初始轨迹;

在列车行驶的过程中,通过对所述相机(4)采集的图像进行处理,得到所述激光点A与激光点B之间连线的实时轨迹;

将激光点A与激光点B之间连线的实时轨迹与所述激光点A与激光点B之间连线的初始轨迹进行叠加,计算出车轮(7)与钢轨(3)之间的冲角θ。

5.一种基于双激光源的车载式轮轨位移图像检测装置,其特征在于:包括计算机、两个激光源以及相机,两个所述激光源固定在轮对的中心位置P,第一激光源(1)在第一钢轨轨面上的激光点为A,第二激光源(2)在第一钢轨轨面上的激光点为B,AB两个激光点的连线与钢轨边缘垂直;所述相机(4)通过支架(5)安装在两激光点区域正上方的车体(8)上,所述相机(4)的主光轴与钢轨轨面垂直,通过相机(4)对激光点A和激光点B所在的钢轨轨面图像进行采集,采集后的图像传输至所述计算机进行处理,计算机通过对比初始状态和某一状态下激光点A和激光点B在第一钢轨轨面上的位置以及激光源的位置,计算得出车轮(7)与钢轨(3)之间的横移量、车轮(7)与钢轨(3)之间的垂移量以及车轮(7)与钢轨(3)之间的冲角。

6.如权利要求5所述的基于双激光源的车载式轮轨位移图像检测装置,其特征在于:所述相机(4)为CCD相机。