[发明专利]轨道检测系统及方法

权利要求书

1.一种轨道检测系统，其特征在于，所述检测系统安设于运营列车，所述检测系统包含图像采集模块、惯性模块、编码器和处理模块；

所述图像采集模块包含摄像机，设置于运营列车的检测梁两侧，用于采集钢轨断面图像；

所述惯性模块设置于所述检测梁中心，用于测量所述运营列车运行时所述检测梁相对于钢轨的姿态参数信息；

所述编码器设置于所述运营列车的轮轴上，用于获得所述运营列车的位移信息；

所述处理模块分别与所述图像采集模块、所述惯性模块和所述编码器通信连接，用于根据所述钢轨断面图像、所述姿态参数信息和所述位移信息，以检测梁作为惯性基准计算获得轨道不平顺几何参数，根据所述轨道不平顺几何参数获得轨道维护信息；利用全局坐标系、摄像机坐标系和图像坐标系之间的关系与所述钢轨断面图像，获得钢轨断面的几何参数；根据所述钢轨断面的几何参数获得检测梁两侧横向位移数据和垂向单边位移数据；

所述惯性模块包含三轴向陀螺和加速度计；所述三轴向陀螺用于获得滚动角加速度、摇头角加速度和点头角加速度；所述加速度计根据方向数据获得运营列车的横向加速度、垂向加速度和纵向加速度；

所述处理模块根据所述钢轨断面图像、所述姿态参数信息和所述位移信息，以检测梁作为惯性基准计算获得轨道不平顺几何参数，根据所述轨道不平顺几何参数获得轨道维护信息包含：

根据所述检测梁两侧横向位移数据和垂向单边位移数据与运营列车的横向加速度、垂向加速度、滚动角加速度和摇头角加速度分别计算运营车的高低数据、轨向数据、轨距数据、水平数据和三角坑数据；将高低数据、轨向数据、轨距数据、水平数据和三角坑数据分别与预定阈值比较，根据比较结果获得轨道不平顺几何参数；

所述处理模块还包含比较单元，所述比较单元用于将所述轨道不平顺几何参数与预设的维修阈值比较，并根据比较结果于预定维修指南中获得轨道维护信息。

2.根据权利要求1所述的轨道检测系统，其特征在于，所述图像采集模块包含激光器和摄像机，所述激光器用于发射激光照射所述钢轨断面上；所述摄像机用于按预定频率拍摄激光照射下的所述钢轨断面图像。

3.根据权利要求1所述的轨道检测系统，其特征在于，所述处理模块包含数据处理单元和图像处理单元；所述图像处理单元用于根据所述钢轨断面图像获得检测梁两侧横向位移数据和垂向单边位移数据；所述数据处理单元用于根据所述检测梁两侧横向和垂向单边位移数据、所述检测梁相对于钢轨的姿态参数信息和所述运营列车的位移信息获得轨道不平顺几何参数。

4.一种轨道检测方法，其特征在于，所述检测方法应用于运营列车，所述检测方法包含：

采集钢轨断面图像、运营列车的位移信息与运营列车运行时检测梁相对于钢轨的姿态参数信息；

根据所述钢轨断面图像获得检测梁两侧横向位移数据和垂向单边位移数据；

根据所述运营列车运行时所述检测梁相对于钢轨的姿态参数信息和运营列车的位移信息获得运营列车的横向加速度、垂向加速度、滚动角加速度和摇头角加速度；

根据所述检测梁两侧横向位移数据和垂向单边位移数据与运营列车的横向加速度、垂向加速度、滚动角加速度和摇头角加速度，以检测梁作为惯性基准获得轨道不平顺几何参数，根据所述轨道不平顺几何参数获得轨道维护信息；

所述根据所述钢轨断面图像获得检测梁两侧横向位移数据和垂向单边位移数据包含：通过激光摄像式测量钢轨断面，获得所述钢轨断面图像；利用全局坐标系、摄像机坐标系和图像坐标系之间的关系与所述钢轨断面图像，获得钢轨断面的几何参数；根据所述钢轨断面的几何参数获得检测梁两侧横向位移数据和垂向单边位移数据；

根据所述检测梁两侧横向位移数据和垂向单边位移数据与运营列车的横向加速度、垂向加速度、滚动角加速度和摇头角加速度，获得轨道不平顺几何参数包含：

根据所述检测梁两侧横向位移数据和垂向单边位移数据与运营列车的横向加速度、垂向加速度、滚动角加速度和摇头角加速度分别计算运营车的高低数据、轨向数据、轨距数据、水平数据和三角坑数据；

将高低数据、轨向数据、轨距数据、水平数据和三角坑数据分别与预定阈值比较，根据比较结果获得轨道不平顺几何参数；

将所述轨道不平顺几何参数与预设的维修阈值比较，并根据比较结果于预定维修指南中获得轨道维护信息。