[发明专利]用于获得移动机动车辆组件的改进精度测量的系统和方法

说明书

技术领域

本发明针对于获得铁路的机动车辆的较高精度测量。

背景技术

铁路的机动车辆(例如箱车、平板车、油罐车、斗车、无盖货车、用于半 拖拉机拖车和/或集装箱的背负式运载体、客车等)经受磨损、疲劳等。这对 于此类机动车辆的车轮和转向架来说尤其成问题。因此，通常必须或需要检查 此类机动车辆，尤其是此类机动车辆的转向架和车轮，偶尔以确保机动车辆保 持使用安全且在对该辆机动车辆的当前检查与下一次检查之间的间隔中不太 可能经历断裂。

传统上，此类检查是手动执行的。这种手动检查不仅耗时且昂贵，而且难 以确保按任何合理的时间表来检查给定的一辆机动车辆。

因此，如为教示而每一者以引用方式并入本文中的第6,911,914、6,909,514、 6,872,945、6,823,242、6,768,551、5,793,492、5,677,533、5,596,203、5,448,072、 5,247,338、3,253,140和3,206,596号美国专利中陈述，在过去的三十年中，已 开发出各种系统和方法用于自动检查铁路机动车辆的各个方面和参数，例如铁 路车轮和轴承温度、热轨道车表面、车轮轮廓等。常规上，此类系统和方法使 用无源传感器，所述无源传感器在机动车辆经过传感器时产生1维时变信号。 为了提供额外维度信息，可沿着铁轨或垂直于铁轨布置多个传感器。最近，已 经使用产生例如机动车辆的车轮、转向架组合件、车体等铁路机动车辆的各种 组件的2维图像的基于光学式系统来检查此类机动车辆。

发明内容

此类用于自动检查铁路机动车辆的各个方面的系统和方法出于许多原因 是有利的。这些原因包含允许将检查站定位在很可能以合理的间隔检查多数机 动车辆的点(例如，铁路站场的入口或出口)，而不必使铁路人员从事实际检 查。此外，此类系统和方法经设计以检查飞快的机动车辆。也就是说，当机动 车辆以其正常行进速率移动经过检查站时进行检查。相反，手动检查通常需要 停止机动车辆以允许铁路人员接近各个组件以进行测量。通过允许机动车辆飞 快地移动通过检查站，可在不会消极影响特定火车的时间表的情况下进行检 查，因此减少了检查成本和沿着铁路运输货物的不必要延迟。

然而，检查飞快的铁路机动车辆的一个缺点是当对移动铁路机动车辆进行 此类测量时发生的精度损失。也就是说，在铁路机动车辆尤其以高速沿着铁路 轨道移动时，铁轨和机动车辆的组件在非常复杂的路径上移动。举例来说，包 含火车头、各种类型的货车和客车本身的铁路机动车辆的重量显著变化。另外， 铁路机动车辆中的负载的重量分布甚至在一种类型的机动车辆内也可显著变 化。因此，铁轨相对于地面上的固定点基于何种机动车辆正经过所述点以及所 述机动车辆如何负载而以不可预测的方式、不可预测的速率、在不可预测的距 离上偏斜。类似地，铁路机动车辆的转向架的车轮相对于铁轨以非常复杂的方 式而动态移动。另外，在机动车辆沿着铁路轨道移动时，整个机动车辆通常相 对于转向架和/或铁轨摆动和以另外方式动态移动。

因为所有这些重量作用和运动通常同时发生且因此彼此叠加，所以变得难 以(但并非不可能)使用常规系统和方法来知道铁轨相对于地面、车轮或车体 的确切位置、车轮相对于铁轨、地面或车体的位置，或车体相对于车轮、铁轨 或地面的位置。因此，许多用于确定或测量例如上文概述的那些机动车辆参数 的常规系统和方法必须接受可进行的测量的准确性和/或精度的限制。

发明人已发现，尤其是当遇到铁路机动车辆的各个组件的2维图像时，此 类准确性和/或精度的限制限制了所获得图像的有用性。

本发明提供用于改进从机动车辆组件的2维图像获得的参数的测量准确性 的系统和方法。

本发明单独提供用于获得机动车辆组件的改进的准确性和/或精度空间测 量的系统和方法。

本发明单独提供用于机动车辆组件的非空间参数的参考标记器。

本发明单独提供用于补偿和/或解决两个图像之间机动车辆的组件和/或铁 路轨道组件之间的未知相对运动的系统和方法。

本发明单独提供用于获得含有具有已知空间关系的元件的两个或两个以 上图像的系统和方法。

本发明单独提供用于获得具有指示图像中物体的相对或绝对位置的元件 的铁路机动车辆的2维图像的系统和方法。