[发明专利]具有姿态检测功能的铁路防溜智能铁鞋及其姿态检测方法

摘要

本发明公开了一种具有姿态检测功能的铁路防溜智能铁鞋，在铁鞋本体内设有姿态检测装置，姿态检测装置包括超声距离传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器、磁场传感器、温度传感器、中央处理器和无线收发模块，中央处理器根据检测到的距离数据、加速度数据和倾斜角度数据进行姿态判断及报警，无线收发模块将相关参数信息和报警信息发送至智能防溜监测上位机。本发明还提出一种智能铁鞋的姿态检测方法，通过加速度传感器和陀螺仪传感器的数据进行融合计算，得出智能铁鞋绕铁轨线倾角及绕重锤线转动角度，利用磁场传感器的数据对绕重锤线转动角度校准，可实现对防溜装置状态的实时准确监测，对保障铁路安全运行具有非常重要的意义和实用价值。

主权项

1.一种铁路防溜智能铁鞋的姿态检测方法，其特征是，根据智能铁鞋检测到的距离数据、加速度数据，以及智能铁鞋绕铁轨线倾角、智能铁鞋绕重锤线转动角度进行姿态判断及报警；姿态判断为判断智能铁鞋放置状态是否到位；报警包括放置不到位报警、压鞋报警、被盗报警、倾斜报警，如果超出设定范围则判断为报警事件发生，具体判断公式如下：(1)放置到位状态：A＝F(60其中：D为车辆与智能铁鞋距离，Ay，Az分别为智能铁鞋在Y轴及Z轴方向的加速度数据，θx代表智能铁鞋绕铁轨线倾角，θz代表智能铁鞋绕重锤线转动角度；A表示放置到位状态，放置到位事件发生用1表示，放置到位状态事件未发生用0表示；A₁表示放置不到位报警状态，放置不到位报警事件发生用1表示，放置不到位报警事件未发生用0表示；表示对A取“非”操作，即若“A”为真，则为假；若“A”为假，则为真；A2表示压鞋报警状态，压鞋报警事件发生用1表示，压鞋报警事件未发生用0表示；A3表示被盗报警状态，被盗报警事件发生用1表示，被盗报警事件未发生用0表示；A4表示倾斜报警状态，倾斜报警事件发生用1表示，倾斜报警事件未发生用0表示；F(x)为逻辑函数，表示若“x”为真，则函数值为1，若“x”为假，则函数值为0；“∪”表示逻辑“或”运算；其中，计算智能铁鞋绕铁轨线倾角θx和智能铁鞋绕重锤线转动角度θz包含以下步骤：(A)将智能铁鞋放置到位后开机并保持静止状态k秒，k取值为3‑8，在ta时刻读取磁力计的X轴、Y轴的值Xa和Ya，存入CPU，读取加速度传感器X轴的重力加速度分量Ax，计算出倾角αx；αx＝arcsin(Ax/g)(B)将αx设为智能铁鞋绕铁轨线倾角θx的初始值，将智能铁鞋绕重锤线转动角度θz的初始值设置为0，开启定时计数器，计数初值为i＝0，阈值为n；(C)当ix和ω_z，计算出智能铁鞋绕重锤线转动角度5)更新智能铁鞋绕重锤线转动角度6)计算智能铁鞋绕铁轨线倾角偏差补偿值；ΔD＝(Tg*ε+ωx)*Ts其中，Ts代表融合运算周期，Tg代表比例系数；7)更新智能铁鞋绕铁轨线倾角θx＝β+ΔD；8)智能铁鞋根据工作状态的判断，将自身工作状态和更新后的数据θz和θx发送出去；9)令i＝i+1，返回步骤1)进行下一次计算；(D)当定时计数器时间到，则读取磁力计的值Xb和Yb，如果Xa‑j

下载完整专利技术内容需要扣除积分，VIP会员可以免费下载。 免登录下载普通用户下载升级VIP会员，免费下载

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于河海大学，未经河海大学许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】

本文链接：http://www.vipzhuanli.com/patent/201710830988.8/，转载请声明来源钻瓜专利网。