[发明专利]基于激光探测的非接触多轨爬行位移监测方法及监测系统

说明书

本发明提供一种基于激光探测的非接触多轨爬行位移监测系统的监测方法和监测系统，所述监测方法包括：控制一字型激光发射器进行从水平方向向垂直向下方向的旋转，使得所述一字型激光发射器所发射的激光光束扫描覆盖智能感光标签，所述智能感光标签上设有光敏元件点阵，光敏元件点阵中，每相邻两行的光敏元件行均交错排列；采用数据存储处理装置实时存储智能感光标签上各光敏元件行所收集到的感光亮度数据，并对每行所述光敏元件行所收集的感光亮度数据进行对比，得到最终测量数据。本发明能够覆盖距离不同的多根钢轨，达到同一截面多轨同时测量的效果；测量精度能够达到0.5mm以内。

技术领域

本发明属于轨道测量领域，特别涉及一种基于激光探测的非接触多轨爬行位移监测方法及监测系统。

背景技术

钢轨“爬行位移”是指在钢轨受温度变化、重物碾压等温度及力的变化所造成的纵向延展或移动。由于受力不均匀会导致钢轨发生断裂或凸起。因此对钢轨爬行距离的监测能够有效判断钢轨受力较大位置，及时采取相应措施保证钢轨不发生较大形变，从而保证列车行驶安全。

传统钢轨“爬行位移”监测通常采用将激光发射器固定于钢轨旁的接触网杆处，通过照射钢轨上标记的标尺进行人工读数。随着自动化技术的不断发展，对标尺的人工读数逐渐由摄像头的视觉测量取代，达到自动测量钢轨纵向“爬行位移”数值的目的。

传统的轨道纵向位移测量系统，通常利用固定式激光束图像测量方法测量激光发射器光点与初始标记点的像素距离，从而确定钢轨轨道的纵向爬行距离。但是，受初始标记点位置限制，激光发射器需固定在一定角度从而保证投射光点与初始标记点的水平度，以提高测量精度。但是，由于轨道中的钢轨成对出现，且往往具有多条钢轨。因此需要装备多个固定激光发射器，从而实现对不同轨道钢轨爬行距离的测量。同时，受人为标记误差以及环境影响，初始化标记点往往存在较大的标记误差，且随着复杂环境的变化，标记会被磨损殆尽，从而导致测量精度逐步降低。此外，针对现有图像测量方式进行非接触钢轨爬行位移检测的检测系统，由于受图像采集区域以及焦距对准方式限制，无法实现多钢轨位移测量。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于激光探测的非接触多轨爬行位移监测方法及监测系统，以实现多股轨道纵向位移的高精度实时测量。

本发明的基于激光探测的非接触多轨爬行位移监测系统的监测方法，包括步骤：

控制激光发射器进行从水平方向向垂直向下方向的旋转，使得所述激光发射器所发射的激光光束扫描覆盖感光标签，其中，所述感光标签贴附于钢轨，所述激光发射器所在位置高于所述钢轨，所述感光标签上设有多个中心位置已知的光敏元件；

处理感测到所述激光光束的各所述光敏元件的位置，得到各所述光敏元件的位置的平均位置作为最终测量数据。

进一步，

所述感光标签上设有所述光敏元件所构成的光敏元件点阵和数据存储处理装置，所述光敏元件点阵由k行相同的光敏元件行构成，所述光敏元件行由所述光敏元件沿所述钢轨的排列方向呈直线排列而成，k为整数且k≥2，所述光敏元件行中包括的所述光敏元件不少于2个；

采用所述数据存储处理装置实时存储各所述光敏元件行所收集到的感光亮度数据，并对每行所述光敏元件行所收集的感光亮度数据进行对比，判断每行所述光敏元件行中各有几个所述光敏元件被所述激光光束覆盖并得到所述最终测量数据。

进一步，

所述光敏元件点阵中，

每相邻两行的所述光敏元件行均交错排列；

每相邻两行的所述光敏元件行的错位间隔的距离LG满足L/3LGL，L为所述光敏元件的器件宽度。

进一步，