[实用新型]轨道交通车辆运动姿态的检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及轨道交通检测领域，具体涉及一种轨道交通车辆运动姿态的检测装置，以自动检测轨道交通车辆动态状态下的姿态变化。

背景技术

随着现代轨道交通向高行车密度和高运行速度发展，以线路正常运营速度及时检测轨道交通基础设施结构状态和几何参数正成为指导养护维修、确保行车安全的技术保障。然而客、货车车辆在线路上运行时由于轨道的不平顺以及轮对的运动特征，使车辆产生复杂的振动，这种振动对动态测量产生较大影响，测量设备由于振动而产生6个自由度的不确定性，即俯仰、旋转、侧滚、伸缩、垂直、横向，这种测量设备与测量基准之间的不确定性严重地影响了测量的精度。因此动态测量设备必须能够自动探测其运动过程中的姿态，通过对6个自由度的准确测量来补偿测量基准的偏差。

现有的技术对轨道交通车辆运动姿态确定的方法有如下：基于“数学平台”的摆式列车姿态计算方法，建立“数学平台”的系统数学模型，利用安装在头车转向架的陀螺仪测量列车经过曲线时的角速率值,对摆式列车姿态进行仿真计算。然而陀螺仪作为惯性器件，一般应用在航空航天等高速领域，应用在低速车辆运动姿态测量中，陀螺仪存在闭锁现象，即在低角速度区域里，产生频率牵引，使拍频为零而不能检测旋转角速度；而且，当外界环境温度变化时，光纤陀螺的温度漂移会严重影响其输出精度。基于非线性神经网络的摆式列车检测系统动态补偿方法，根据陀螺仪平台实测超高数据，采用LM算法对所设计的非线性神经网络进行训练，仿真；基于BP网络（人工神经前馈网络）的算法实现拉出值补偿。该方法仅采用统计方法补偿车辆运动姿态，将车体与受电弓当作刚体，考虑到传感器的非线性特性、跟随特性、列车及受电弓弹性等非确定因素的影响，误差较大。利用地面固定点的反射镜组合车载激光器、成像及检测设备，实时测量出运动车辆相对于地面基准的瞬时位置和角度偏差，从而定点修正车载测量基准。该方法只是每隔一段距离对陀螺数据进行修正，无法连续动态的测量车辆运动姿态。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种轨道交通车辆运动姿态的检测装置，该装置测量车辆处于运动状态与静止时车厢与转向架之间的相对位置变化，以动态检测车辆自身的角度、位置的变化，并且具有采集数据精度高，补偿结果数据精确的特点。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种轨道交通车辆运动姿态的检测装置，用于自动检测轨道交通车辆处于运动状态时的姿态变化，所述轨道交通车辆包括车厢与转向架，其特征在于：所述装置包括机械标靶、图像采集器、测距器以及分析处理器，所述图像采集器和所述测距器与所述机械标靶构成位置对应，所述分析处理器与所述图像采集器以及所述测距器构成数据连接，其中所述机械标靶设置于所述转向架，所述图像采集器与所述测距器设置于所述车厢下方。

所述图像采集器以及所述测距器与所述机械标靶之间构成位置对应是指，所述图像采集器以及所述测距器的轴线均与所述机械标靶垂直相对，所述机械标靶水平放置，且静态下三者相对位置不变。

所述机械标靶上具有一标准三角形，所述标准三角形内部具有一基准线，所述机械标靶通过一托架固定连接于所述转向架。

所述图像采集器为面阵列CCD，或为CMOS像机结合线结构光源。

所述测距器为高精度点式激光测距仪。

本实用新型的优点是：检测方法简便易行、图像采集频率高、机械结构简洁精密、安装方便、补偿精度高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型机械标靶的A向示意图；

图3是本实用新型的检测原理图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-3示，图中标记1-10分别为：激光测距仪1、面阵列相机2、机械标靶3、车厢4、车轮5、钢轨6、车轮轴固定架7、托架8、标准三角形9、基准线10。