一种利用不动桩图像识别的钢轨位移监测装置的制作方法-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36403745发布日期:2023-12-16 09:24阅读:12来源:国知局
一种利用不动桩图像识别的钢轨位移监测装置的制作方法

1.本发明属于铁路钢轨检测技术领域,尤其涉及一种利用不动桩图像识别的钢轨位移监测装置



背景技术:

2.钢轨是铁路列车运营环境中的基础构件,其受力状态是轨道结构变化的综合反应

在铁路运营线路上,钢轨受机车车辆动荷载作用而发生挠曲时钢轨断面发生转动,轨顶被缩短,轨底被拉长

若钢轨与轨枕联结不牢,在受到车辆轴重时,钢轨产生挠曲,车轮前钢轨断面的转动引起轨底在垫板上顺着行车方向而滑动,造成钢轨爬行

机车车辆的制动也在运行的方向上产生爬行力

列车减速或制动

停车往往会产生一些车轮沿钢轨滑行的现象引起与列车运行方向一致爬行

列车运行时,机车要克服许多阻力,如车轮滚动和滑动摩阻力

曲线运行附加阻力等,速度高

轴重大的地段容易发生爬行

钢轨温度变化时,钢轨在温度应力作用下,钢轨伸缩也能造成线路爬行

本发明将钢轨沿行车方向上的位移规定为纵向位移

3.在我国北方严寒地区路基冻胀变形成为高速铁路建设和运营管理中急需解决的重大工程问题

路基冻胀变形一方面破坏钢轨整体平顺性,舒适性,严重威胁行车安全,另一方面会造成轨下结构的伤损,影响轨道结构的服役寿命

钢轨的冻胀会引起钢轨垂向上的位移,本发明将钢轨垂直于行车方向上的位移规定为垂向位移

4.为了监测钢轨的爬行和冻胀,即钢轨的纵向位移和垂向位移,目前采用观测桩和轨检车法进行钢轨检查

但是观测桩法测量是采用人眼观察进行测量,其精度较低,无法实时观看且只能在线路非运营时间进行测试

轨检车法是将轨检车沿着被测线路前进,利用车上的陀螺仪对轨道的高低平顺进行绘制以检测钢轨的垂向位移,无法实时检测且在线路非运营时间进行检测人工成本较大

5.为了解决现有钢轨测试方法中无法实时监测和高精度监测的问题,出现了采用图像采集的方法对钢轨进行检测,现有的图像采集方法是将采集相机固定在轨旁的钢轨或观测桩上,对钢轨进行纵向位移的检测,但由于北方地区温差较大,相机固定位置的土壤会发生冻胀,产生垂向位移,加之钢轨本身也会产生垂向位移,这就使得相机拍摄的照片产生误差,限制了钢轨位移识别的准确性,并且现有手段需要天窗时间即铁路非运营时间去进行测试,在列车运行期间无法进行测试,故现有的图像采集监测钢轨的方法无法满足冬天冻胀情况下的长时间持续无人检测的要求



技术实现要素:

6.鉴于现有技术的上述缺点

不足,本发明提供一种利用不动桩图像识别的钢轨位移监测装置,通过将连接太阳能供电装置的相机固定至设置于冻土层上的不动桩上,采用十字标尺对钢轨的纵向位移和垂向位移进行实时监测

7.为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案包括:
一种利用不动桩图像识别的钢轨位移监测装置,包括固定在冻土层上的不动桩,所述不动桩上设有不动的工业相机,所述工业相机与数据处理主机相连,使工业相机采集的图像通过数据处理主机上传至上位机,所述工业相机和数据处理主机由太阳能供电装置供电,在待测钢轨上设置十字标尺,十字标尺的
x
轴刻度对应钢轨沿行车方向的纵向,y轴刻度对应垂直于行车方向的钢轨垂向,工业相机定时采集带十字标尺的钢轨图像,并上传至上位机,上位机对超出预设范围外的钢轨纵向位移和垂向位移进行报警

8.进一步地,所述不动桩固定于待观测钢轨的边坡位置,由地面向下2米以下位置固定不动桩

9.进一步地,所述十字标尺设置在待测钢轨的轨腰处,十字标尺与地面平行,使十字标尺的
x
轴刻度对应钢轨纵向,y轴刻度对应钢轨垂向

10.进一步地,所述工业相机采集的初始钢轨图像中,十字标尺位于图片中心处,该初始钢轨图像为初始零点图像

11.进一步地,所述工业相机每半小时采集一次钢轨图像

12.进一步地,所述数据处理主机包括数据控制处理单元
、4g
模组,所述数据处理单元将采集的图像数据压缩处理后,存储至数据控制处理单元内的存储器中,
4g
模组将存储器中的数据打包上传至服务器中,服务器将图片数据进行处理,提出图片中的特征目标即十字刻度标尺的像素点位置,将新的像素点位置和零点图像进行对比,计算出钢轨的纵向

垂向位移,在上位机中设置钢轨的纵向

垂向最大位移量,当位移量超出设定值系统发出报警

13.进一步地,所述数据处理主机中设有稳压滤波电路,将太阳能存储在数据处理主机电池中的电能稳定供应给工业相机

14.本发明的有益效果是:本发明的钢轨位移监测装置,通过将连接太阳能供电装置的相机固定至设置于冻土层上的不动桩上,采用十字标尺对钢轨的纵向位移和垂向位移进行实时监测,位移超出预设范围后可自动报警,无需人工现场监测,测量精度高

附图说明
15.图1为本发明的钢轨位移监测装置结构示意图;图2为贴有十字标尺的待测钢轨示意图;图3为十字标尺结构示意图;图4为数据处理主机内部结构示意图

16.图中:1为钢轨
、2
为十字标尺
、3
为数据处理主机
、4
为工业相机线缆
、5
为太阳能供电线缆
、6
为工业相机
、7
为不动桩
、8
为太阳能供电装置

具体实施方式
17.为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本发明作详细描述

18.如图1所示,本发明提供了一种利用不动桩图像识别的钢轨位移监测装置,包括固定在冻土层上的不动桩7,具体地,所述不动桩7固定于待观测钢轨的边坡位置,由地面向下2米以下位置固定不动桩7,东北土地会发生冻胀,不动桩7打在冻土层下即地面2米以下,保证不动桩不会随着季节变化出现移动,是装置长时间监测的前提保障

所述不动桩7上设有不动的工业相机6,具体地,工业相机6可以为焊接等固定的方式固定在不动桩7上

19.所述工业相机6与数据处理主机3相连,使工业相机6采集的图像通过数据处理主机3上传至上位机,所述工业相机6和数据处理主机3由太阳能供电装置8供电,在待测钢轨1上设置十字标尺2,如图
2-3
所示,十字标尺2的
x
轴刻度对应钢轨沿行车方向的纵向,y轴刻度对应垂直于行车方向的钢轨垂向,具体地,所述十字标尺2设置在待测钢轨的轨腰处,十字标尺2与地面平行,使十字标尺2的
x
轴刻度对应钢轨纵向,y轴刻度对应钢轨垂向

工业相机6定时采集带十字标尺2的钢轨图像,并上传至上位机,上位机对超出预设范围外的钢轨纵向位移和垂向位移进行报警

20.将工业相机6固定在不动桩7上,安好后对待测的带有十字标尺2的钢轨1进行拍摄

该照片应保证十字标尺2处于图片中心处,该相片为初始零点照片

钢轨1上的十字标尺2在钢轨上的位置保持不变且相机由于安装在不动桩7上其位置和拍摄角度保持不变,根据这两点不变即可算出钢轨的纵向

垂向位移

21.由于钢轨为蠕变系统,日常为定点拍摄模式,可设置为对钢轨每半个小时进行一次拍摄

将拍摄的照片标尺的像素点位置和零点照片标尺的像素点位置进行对比,记录照片中标尺的
x
轴和y轴的变化,
x
轴变化为钢轨的纵向的位移,y轴变化为钢轨的垂向的位移

22.具体地,如图4所示,所述数据处理主机3包括数据控制处理单元
、4g
模组等,所述数据处理单元将采集的图像数据压缩处理后,存储至数据控制处理单元内的存储器中,
4g
模组将存储器中的数据打包上传至服务器中,服务器将图片数据进行处理,提出图片中的特征目标即十字刻度标尺的像素点位置,将新的像素点位置和零点图像进行对比,计算出钢轨的纵向

垂向位移,在上位机中设置钢轨的纵向

垂向最大位移量,当位移量超出设定值系统发出报警

23.具体地,所述数据处理主机3中还设有稳压滤波电路,将太阳能存储在数据处理主机电池中的电能稳定供应给工业相机

24.该系统还可以设置为手动模式,即根据需求下达命令进行拍摄,如果想立刻观看当前钢轨状态,上位机可以通过云服务器向
4g
模组发送命令,控制数据处理主机接受命令开始发送拍摄指令,相机即可完成拍摄功能

25.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员对上述实施例进行改动

修改

替换和变型均属于本发明的范围内

当前第1页1  
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
网站地图