[发明专利]铁路机车车辆运行姿态测量系统

权利要求书

1.一种铁路机车车辆运行姿态测量系统，采用高速摄像仪获取铁路机车车辆运行时轨道顶面的图像序列，其特征在于所述测量系统包括：

一组在被测车体非共线的至少三个点上安装设置的高速摄像仪，所述高速摄像仪相对被测车体运行轨道设置并用于摄取铁路机车车辆运行时的轨道图像序列；

图像采集及处理模块，该模块接收所述轨道图像序列，并分析每个点的高速摄像仪获取的轨道图像序列，得到每个点相对于轨道的偏移量，并确定被测车体相对于两轨道的空间姿态和偏移量。

2.根据权利要求1所述的铁路机车车辆运行姿态测量系统，其特征在于所述安装高速摄像仪的点为四个，所述四个点安装于垂直钢轨顶面的非同一平面内。

3.根据权利要求1所述的铁路机车车辆运行姿态测量系统，其特征在于所述高速摄像仪的镜头外固定设置两块棱镜，使处于视场范围内的被测物体经过两个棱镜的多次反射，投射到高速摄像仪CCD上时，成为两个间隔一定距离的图像。

4.根据权利要求1所述的铁路机车车辆运行姿态测量系统，其特征在于所述铁路机车车辆运行姿态测量系统进一步包括主动光源，所述主动光源与高速摄像仪配合设置，主动光源照射所述高速摄像仪取像的轨道区域。

5.根据权利要求4所述的铁路机车车辆运行姿态测量系统，其特征在于主动光源为单色LED阵列，所述主动光源与被取像轨道、高速摄像仪CCD之间成三角反射关系。

6.根据权利要求5所述的铁路机车车辆运行姿态测量系统，其特征在于所述高速摄像仪外进一步设置窄带滤光片，所述窄带滤光片使经过轨面反射后的主动光源的光强至少60％入射到高速摄像仪上，而经过取像区域的物体反射后的环境光入射到高速摄像仪上的比率小于3％。

7.根据权利要求2所述的铁路机车车辆运行姿态测量系统，其特征在于所述测量系统进一步包括一同步控制器，所述同步控制器控制所述四个点上安装设置的高速摄像仪进行时间同步和采集数据同步。

8.根据权利要求1所述的铁路机车车辆运行姿态测量系统，其特征在于所述测量系统进一步包括一上位计算机和速度采集设备，所述上位计算机连接所述图像采集及处理模块，对被测车体的空间姿态和偏移量进行整理、显示、存储和对外实时通信；所述速度采集设备包括GPS测速仪、雷达测速仪或多普勒测速仪。

9.根据权利要求1所述的铁路机车车辆运行姿态测量系统，其特征在于所述测量系统进一步在所述被测车体上设置导轨驱动装置，该装置由高精度导轨、滑块、丝杆、绝对编码器和步进电机及步进电机控制系统组成；所述导轨驱动装置固连于所述被测车体，所述高速摄像仪和一主动光源固连于滑块上，滑块经驱动可在导轨上滑动，当被测车体的横向偏移量达到一定数值，该驱动装置驱动滑块带动高速摄像仪和所述主动光源向车体横移的相反方向移动，同时在该驱动装置上采用绝对编码器检测丝杠转动的圈数，从而得到滑块即高速摄像仪的横移量。