專利名稱：一種車輛限界的檢測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種車輛限界的檢測(cè)方法。本發(fā)明還涉及一種采用上述檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)的裝置。
背景技術(shù)：
軌道交通限界主要包括車輛限界、設(shè)備限界以及建筑限界。一般來說，車輛限界包括車輛靜態(tài)限界和車輛動(dòng)態(tài)限界。車輛靜態(tài)限界的檢測(cè)是指檢測(cè)整備狀態(tài)下的車輛以不大于5km/h正常運(yùn)行時(shí)的輪廓是否超出靜態(tài)限界的設(shè)計(jì)值。車輛動(dòng)態(tài)限界的檢測(cè)是指檢測(cè)車輛在平直線的軌道上按規(guī)定速度運(yùn)行，計(jì)及了規(guī)定的車輛和軌道的公差值、磨耗量、彈性變形量及車輛振動(dòng)等正常狀態(tài)下運(yùn)行過程中的輪廓是否超出車輛安全運(yùn)營(yíng)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍。設(shè)備限界的檢測(cè)指的是檢測(cè)故障工況下的車輛在直線地段或曲線地段運(yùn)行過程中是否超出設(shè)備限界的標(biāo)準(zhǔn)值。建筑限界的檢測(cè)是指檢測(cè)隧道以及鐵路周邊設(shè)施等是否侵入車輛的運(yùn)行空間。長(zhǎng)期以來，人們關(guān)注較多 的是對(duì)建筑限界的測(cè)量。隨著科技的發(fā)展，近年來，人們發(fā)明了一些軌道交通限界的檢測(cè)裝置，這些裝置可以實(shí)時(shí)、快速、連續(xù)、準(zhǔn)確地對(duì)鐵路隧道以及周邊設(shè)施進(jìn)行檢測(cè)，在較大程度上提高了建筑限界檢測(cè)的效率和精度。但是，現(xiàn)有技術(shù)中車輛限界的檢測(cè)裝置較少，而車輛限界是車輛安全運(yùn)營(yíng)的重要組成部分，定期對(duì)車輛限界進(jìn)行檢測(cè)有利于及時(shí)掌握車輛的運(yùn)行狀況，消除潛在的不安全因素。目前，車輛限界的檢測(cè)仍然以靜態(tài)限界檢測(cè)為主，且大都采用限界測(cè)量小車或者限界檢測(cè)尺等進(jìn)行檢測(cè)。上述現(xiàn)有的檢測(cè)裝置存在操作繁瑣、效率低下、精度不高等缺點(diǎn)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足當(dāng)前軌道交通快速發(fā)展的需要。除了現(xiàn)有的車輛限界靜態(tài)檢測(cè)裝置以外，專利號(hào)為CN101082489A的專利公開了一種“鐵路限界高度動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置”，該檢測(cè)裝置采用GPS天線、數(shù)字相機(jī)、攝像機(jī)等對(duì)鐵路周邊物體進(jìn)行檢測(cè)；但檢測(cè)所需的設(shè)備數(shù)量較多、連接關(guān)系復(fù)雜，而且數(shù)字相機(jī)存在邊緣效應(yīng)，在很大程度上降低了限界檢測(cè)的精度，還容易受到環(huán)境因素的影響。為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，可以采用激光掃描技術(shù)?；诩す饫走_(dá)測(cè)距原理，將激光相位測(cè)距裝置與光學(xué)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置集成的儀器相結(jié)合，進(jìn)而能夠?qū)囕v進(jìn)行二維掃描。該方法具有測(cè)量精度高、速度快的優(yōu)點(diǎn)，但是，由于其采用高速的光學(xué)振鏡技術(shù)，所需檢測(cè)裝置成本較高，很難普遍應(yīng)用于車輛限界的檢測(cè)領(lǐng)域。因此，現(xiàn)有的檢測(cè)裝置已經(jīng)不能滿足車輛限界的檢測(cè)需求，如何設(shè)計(jì)一種車輛限界的檢測(cè)方法及裝置，以提高檢測(cè)精度、效率以及檢測(cè)的靈活性，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種車輛限界的檢測(cè)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛動(dòng)態(tài)限界的檢測(cè)，其檢測(cè)精度和效率較高。本發(fā)明的另一目的是提供一種車輛限界的檢測(cè)裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠提高車輛動(dòng)態(tài)限界的檢測(cè)精度和效率，操作便捷。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種車輛限界的檢測(cè)方法，包括以下步驟:11)定義基準(zhǔn)坐標(biāo)系；12)對(duì)車輛橫截面的外部輪廓進(jìn)行激光發(fā)射掃描，以獲取處于所述車輛橫截面內(nèi)的外部輪廓上各檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值；13)根據(jù)所述坐標(biāo)值繪制車輛運(yùn)行狀態(tài)下的外部輪廓。本發(fā)明的檢測(cè)方法通過測(cè)量車輛橫截面上各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)繪制其外部輪廓，以得到車輛在運(yùn)行狀態(tài)下的限界 ，操作簡(jiǎn)單易行；而采用激光發(fā)射掃描進(jìn)行測(cè)量能夠降低外部環(huán)境等因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，提高檢測(cè)精度；激光發(fā)射掃描還可以快速高效地完成檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)車輛動(dòng)態(tài)限界的檢測(cè)，在車輛的運(yùn)行速度達(dá)到200km/h時(shí)，仍然可以完成車輛限界的檢測(cè)，其適用范圍較廣。優(yōu)選地，在所述步驟12)中，所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系以各所述檢測(cè)點(diǎn)所處的橫截面與軌道中心線的交點(diǎn)為原點(diǎn)，由所述原點(diǎn)豎直向上的方向?yàn)閥軸、垂直于軌道的方向?yàn)閄軸。本發(fā)明的基準(zhǔn)坐標(biāo)系以車輛橫截面與軌道中心線的交點(diǎn)為原點(diǎn)，進(jìn)而測(cè)量得到各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)相對(duì)于軌道的坐標(biāo)值，則繪制得到的車輛外部輪廓能夠真實(shí)地反映車輛運(yùn)行狀態(tài)下與軌道之間的位置關(guān)系，車輛限界的測(cè)量結(jié)果更為真實(shí)有效。優(yōu)選地，在所述步驟13)之后還包括步驟14):將所述外部輪廓與車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì)，如果超出限界，則進(jìn)行報(bào)警。優(yōu)選地，在所述步驟14)中，如果超出限界，則顯示車輛超出限界的位置。在完成車輛限界檢測(cè)的基礎(chǔ)上，還可以將檢測(cè)的結(jié)果與車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果超出限界，進(jìn)行報(bào)警；同時(shí)，還可以將車輛超出限界的位置予以顯示，更加直觀地說明車輛的運(yùn)行狀況，以便技術(shù)人員后續(xù)針對(duì)性地對(duì)其進(jìn)行故障排查。優(yōu)選地，所述步驟12)中，定義基準(zhǔn)坐標(biāo)系之后，具體包括以下步驟:121)測(cè)量得到激光發(fā)射點(diǎn)的坐標(biāo)值；122)檢測(cè)各個(gè)所述檢測(cè)點(diǎn)到所述激光發(fā)射點(diǎn)的距離，以及所述檢測(cè)點(diǎn)和激光發(fā)射點(diǎn)的連線與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系其中一個(gè)坐標(biāo)軸之間的夾角，并換算得到各個(gè)所述檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值。為得到檢測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，可以首先測(cè)量得到激光發(fā)射點(diǎn)的坐標(biāo)值，然后就可以根據(jù)各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)相對(duì)于激光發(fā)射點(diǎn)的位置關(guān)系換算得到其坐標(biāo)值，該方法簡(jiǎn)單靈活。優(yōu)選地，所述步驟121)具體包括:在兩側(cè)軌道分別選定至少一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，檢測(cè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)到所述激光發(fā)射點(diǎn)的距離，以及所述基準(zhǔn)點(diǎn)和激光發(fā)射點(diǎn)的連線與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系其中一個(gè)坐標(biāo)軸之間的夾角，計(jì)算所述激光發(fā)射點(diǎn)在基準(zhǔn)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值。可以手動(dòng)激光檢測(cè)儀測(cè)量?jī)蓚?cè)軌道上選定的基準(zhǔn)點(diǎn)，得到基準(zhǔn)點(diǎn)與激光發(fā)射點(diǎn)之間的關(guān)系，進(jìn)而換算得到激光發(fā)射點(diǎn)的坐標(biāo)值，該方法利用了軌道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有利于提高測(cè)試精度。本發(fā)明還提供一種車輛限界的檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置包括激光檢測(cè)儀和與其相連的處理器，所述處理器預(yù)存有基準(zhǔn)坐標(biāo)系，所述激光檢測(cè)儀通過激光發(fā)射對(duì)車輛橫截面的外部輪廓進(jìn)行掃描，所述處理器根據(jù)所述激光檢測(cè)儀的測(cè)量數(shù)據(jù)換算得到所述外部輪廓上各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，并根據(jù)所述坐標(biāo)值繪制車輛的外部輪廓。本發(fā)明的檢測(cè)裝置可以包括激光檢測(cè)儀和處理器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較小，攜帶和使用均比較方便；所述激光檢測(cè)儀發(fā)射掃描獲取到各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而換算得到各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，其檢測(cè)速度較快、精度較高，可實(shí)現(xiàn)車輛靜態(tài)限界和車輛動(dòng)態(tài)限界的檢測(cè)；所述檢測(cè)裝置不僅適用于中低速磁浮車輛限界的檢測(cè)，也可用于其他快速列車的軌道交通車輛限界的檢測(cè)，使用范圍較廣。優(yōu)選地，所述激光檢測(cè)儀包括激光測(cè)距傳感器和角度傳感器，所述激光測(cè)距傳感器用于測(cè)量各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)到激光發(fā)射點(diǎn)的距離，所述角度傳感器實(shí)時(shí)獲取所述激光測(cè)距傳感器測(cè)距時(shí)的發(fā)射光線與基準(zhǔn)坐標(biāo)系其中一個(gè)坐標(biāo)軸之間的角度。激光檢測(cè)儀可以包括分別用于測(cè)量距離和角度的兩個(gè)傳感器，然后測(cè)量得到各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)與激光發(fā)射點(diǎn)的相 對(duì)位置關(guān)系，進(jìn)而通過處理器換算得到各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，其檢測(cè)精度較高，操作簡(jiǎn)單，可以快速、連續(xù)、準(zhǔn)確地對(duì)車輛限界進(jìn)行測(cè)量。優(yōu)選地，所述檢測(cè)裝置還包括用于支撐所述激光檢測(cè)儀的支架。優(yōu)選地，所述支架上設(shè)有轉(zhuǎn)臺(tái)，所述激光檢測(cè)儀安裝在所述轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)所述激光檢測(cè)儀在豎直面內(nèi)回轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度為360度。優(yōu)選地，所述處理器包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元以及繪制單元，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元預(yù)存有基準(zhǔn)坐標(biāo)系；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所述距離和夾角換算得到各個(gè)所述檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值；所述繪制單元根據(jù)各個(gè)所述檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值繪制車輛的外部輪廓。優(yōu)選地，所述檢測(cè)裝置還包括報(bào)警器，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元還儲(chǔ)存有車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值；所述處理器還包括對(duì)比單元，所述對(duì)比單元將車輛的外部輪廓與所述車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，如果超出限界，則傳遞信號(hào)給所述報(bào)警器。本發(fā)明的檢測(cè)裝置還可以包括報(bào)警器，當(dāng)檢測(cè)結(jié)果顯示車輛的外部輪廓超出車輛限界時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。優(yōu)選地，所述檢測(cè)裝置還包括用于顯示車輛超出限界位置的顯示器，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元還儲(chǔ)存有車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值；所述處理器還包括對(duì)比單元，所述對(duì)比單元將車輛運(yùn)行狀態(tài)下的外部輪廓與所述車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，如果超出限界，則傳遞信號(hào)給所述顯示器。更為優(yōu)選的是，還可以設(shè)置顯示器，所述顯示器能夠顯示超出限界的具體位置，更加直觀，針對(duì)性較強(qiáng)。


圖1為本發(fā)明所提供車輛限界的檢測(cè)方法在一種具體實(shí)施方式
中的流程圖；圖2為本發(fā)明所提供車輛限界的檢測(cè)裝置在進(jìn)行中低速磁浮車輛限界檢測(cè)具體實(shí)施方式
中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示一側(cè)軌道的局部放大示意圖；圖4為圖2所示另一側(cè)軌道的局部放大示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種車輛限界的檢測(cè)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛動(dòng)態(tài)限界的檢測(cè)，其檢測(cè)精度和效率較高。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供車輛限界的檢測(cè)方法在一種具體實(shí)施方式
中的流程圖。在一種具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明的檢測(cè)方法包括以下步驟:步驟11:選取車輛限界檢測(cè)的位置，對(duì)處于該位置處車輛橫截面的外部輪廓進(jìn)行限界檢測(cè)；步驟12:車輛限界檢測(cè)的實(shí)質(zhì)上是對(duì)處于檢測(cè)位置處車輛橫截面的外部輪廓進(jìn)行掃描，在進(jìn)行測(cè)量前， 首先應(yīng)定義一個(gè)基準(zhǔn)坐標(biāo)系作為參照，以便對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行標(biāo)示，進(jìn)而通過處于上述橫截面的外部輪廓上的各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)在該基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的位置說明車輛的運(yùn)行情況；步驟13:測(cè)得激光發(fā)射點(diǎn)的坐標(biāo)值，激光發(fā)射點(diǎn)即為發(fā)射激光的位置，由于測(cè)量時(shí)采用激光發(fā)射掃描的方法獲取各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的相關(guān)信息，因此，應(yīng)得到激光發(fā)射點(diǎn)的坐標(biāo)值，以便于后續(xù)對(duì)檢測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)值的計(jì)算；步驟14:通過激光發(fā)射掃描獲取各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)到激光發(fā)射點(diǎn)的距離，以及所述檢測(cè)點(diǎn)和激光發(fā)射點(diǎn)的連線與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系其中一個(gè)坐標(biāo)軸之間的夾角；步驟15:利用激光發(fā)射點(diǎn)的坐標(biāo)值、檢測(cè)點(diǎn)到激光發(fā)射點(diǎn)的距離、所述檢測(cè)點(diǎn)和激光發(fā)射點(diǎn)的連線與其中一個(gè)坐標(biāo)軸之間的夾角計(jì)算得出各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值；步驟16:根據(jù)各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值繪制車輛的外部輪廓，所述車輛的外部輪廓即為車輛限界；步驟17:將繪制得到的車輛外部輪廓與車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較；步驟18:如果車輛的外部輪廓超出了車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值，則執(zhí)行步驟19，如果沒有超出限界，則返回步驟14繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試；步驟19:發(fā)出報(bào)警信號(hào)，警示車輛超出限界，顯示車輛超出限界的具體位置，以備技術(shù)人員后續(xù)進(jìn)行故障排查，同時(shí)返回步驟14繼續(xù)測(cè)試，當(dāng)車輛的尾部完全經(jīng)過檢測(cè)位置時(shí)，停止測(cè)試。由于本發(fā)明的目的是為了檢測(cè)車輛相對(duì)于軌道的限界，故所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系的選取應(yīng)與軌道相關(guān)。例如，所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系可以車輛橫截面與軌道中心線的交點(diǎn)為原點(diǎn)，以原點(diǎn)豎直向上的方向?yàn)閥軸、垂直于軌道的方向?yàn)閄軸，則各檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值以軌道為參照，能夠更加真實(shí)地反映車輛與軌道之間的位置關(guān)系，尤其能夠提高車輛在運(yùn)行狀態(tài)下限界檢測(cè)的精度。
可以采用激光檢測(cè)儀對(duì)車輛的外部輪廓進(jìn)行激光發(fā)射掃描，需強(qiáng)調(diào)的是，車輛外部輪廓上的檢測(cè)點(diǎn)一般是不需要去選定的；一旦開始進(jìn)行限界檢測(cè)，激光檢測(cè)儀均采用自動(dòng)掃描測(cè)距，以便可以實(shí)時(shí)、連續(xù)、動(dòng)態(tài)、快速地進(jìn)行車輛限界的檢測(cè)；車輛外部輪廓上檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)量由激光檢測(cè)儀的掃描精度決定，例如，每秒鐘完成50次0°、0.5°、1.0°、360°的掃描和每秒鐘完成50次0°、1°、2°、360°的掃描是不同的。這種自動(dòng)掃描檢測(cè)方式比在車輛外輪廓上選定檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行手動(dòng)測(cè)量既快速又準(zhǔn)確。特殊情況下，可能僅需對(duì)幾個(gè)特殊點(diǎn)進(jìn)行單獨(dú)測(cè)量，此時(shí)可以根據(jù)需要在車輛外輪廓上選定檢測(cè)點(diǎn)，手動(dòng)激光檢測(cè)儀進(jìn)行測(cè)量；所述檢測(cè)點(diǎn)處于車輛的外部輪廓上，且各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)均處于車輛的同一橫截面內(nèi)，該橫截面垂直于車輛的運(yùn)行方向。此外，可以省去步驟17-步驟19，在完成步驟16之后即可得到車輛的外部輪廓，也就完成了車輛限界的檢測(cè)。顯然，在設(shè)有步驟17、18和步驟19的實(shí)施方式中，可以根據(jù)比對(duì)的結(jié)果做出相應(yīng)的指示，進(jìn)一步提高了車輛運(yùn)行的安全性；且步驟19中可以直觀地顯示車輛超出限界的具體位置，便于技術(shù)人員后續(xù)進(jìn)行故障排查；當(dāng)然，如果發(fā)現(xiàn)車輛的外部輪廓超出車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值，也可以結(jié)束測(cè)試程序，立即進(jìn)行排查，但由于車輛的運(yùn)行速度較快，整個(gè)車輛限界的 檢測(cè)過程在較短時(shí)間內(nèi)完成，故實(shí)踐中很少采用這種方式，而通常按照步驟18進(jìn)行處理。可以理解，在步驟13-步驟15中，可以采用其他方式獲得檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，而不一定以激光發(fā)射點(diǎn)的坐標(biāo)值為基準(zhǔn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。還可以變換基準(zhǔn)坐標(biāo)系，以激光發(fā)射點(diǎn)作為原點(diǎn)建立一個(gè)二維坐標(biāo)系，然后根據(jù)各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)到激光發(fā)射點(diǎn)的距離，以及所述檢測(cè)點(diǎn)和激光發(fā)射點(diǎn)的連線與基準(zhǔn)坐標(biāo)系其中一個(gè)坐標(biāo)軸之間的夾角計(jì)算得到其相應(yīng)的坐標(biāo)值。顯然，在以軌道作為參照時(shí)，各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值能夠更加真實(shí)地反映車輛的外部輪廓，因?yàn)檐囕v限界在較大程度上是對(duì)車輛與軌道相對(duì)關(guān)系的一種反映，采用以軌道為參照的坐標(biāo)系能夠真實(shí)地反映車輛在運(yùn)行狀態(tài)下的具體情況，降低外部因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。為完成激光發(fā)射點(diǎn)坐標(biāo)的檢測(cè)，可以在兩側(cè)軌道上各選擇一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)可以處于垂直于軌道的同一平面內(nèi)，然后手動(dòng)激光檢測(cè)儀獲取所述基準(zhǔn)點(diǎn)到激光發(fā)射點(diǎn)的距離，以及所述基準(zhǔn)點(diǎn)和激光發(fā)射點(diǎn)的連線與X軸或y軸之間的夾角，進(jìn)而計(jì)算得到激光發(fā)射點(diǎn)的坐標(biāo)值。當(dāng)然，基準(zhǔn)點(diǎn)的個(gè)數(shù)不限于兩個(gè)，也可以不處于同一平面內(nèi)；還可以將基準(zhǔn)點(diǎn)關(guān)于軌道中心線對(duì)稱設(shè)置，以便于檢測(cè)和計(jì)算。本發(fā)明的檢測(cè)方法，以軌道作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系的參照，減小了外部因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響；可以通過檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值繪制出車輛的外部輪廓，整個(gè)檢測(cè)過程通過激光自動(dòng)發(fā)射掃描完成，由于激光發(fā)射掃描的速度較快，其檢測(cè)效率和精度均得到提高；不僅適用于車輛靜態(tài)限界的檢測(cè)，還可以完成車輛動(dòng)態(tài)限界的檢測(cè)。本發(fā)明的另一核心是提供一種車輛限界的檢測(cè)裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠提高車輛動(dòng)態(tài)限界的檢測(cè)精度和效率，操作便捷。請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供車輛限界的檢測(cè)裝置在進(jìn)行中低速磁浮車輛限界檢測(cè)具體實(shí)施方式
中的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明還提供一種車輛限界的檢測(cè)裝置，包括激光檢測(cè)儀I和與其相連的處理器
2,激光檢測(cè)儀I通過激光發(fā)射對(duì)車輛4進(jìn)行自動(dòng)掃描,掃描的截面為垂直于車輛4運(yùn)行方向的橫截面，激光檢測(cè)儀I通過激光自動(dòng)發(fā)射掃描獲取各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息；處理器2內(nèi)預(yù)存有基準(zhǔn)坐標(biāo)系，處理器2對(duì)激光檢測(cè)儀I測(cè)量得到的各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的信息進(jìn)行處理，然后換算得到各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，進(jìn)而根據(jù)各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值繪制車輛4的外部輪廓。所述各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的相關(guān)信息可以為各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)到激光發(fā)射點(diǎn)的距離以及檢測(cè)點(diǎn)和激光發(fā)射點(diǎn)的連線與坐標(biāo)軸之間的角度關(guān)系等。具體地，激光檢測(cè)儀I可以包括激光測(cè)距傳感器和角度傳感器，激光測(cè)距傳感器通過激光發(fā)射和接受測(cè)量得到檢測(cè)點(diǎn)到激光發(fā)射點(diǎn)的距離，角度傳感器用于獲取激光測(cè)距傳感器測(cè)距時(shí)的發(fā)射光線與基準(zhǔn)坐標(biāo)系其中一個(gè)坐標(biāo)軸之間的角度，進(jìn)而實(shí)時(shí)測(cè)量檢測(cè)點(diǎn)和激光發(fā)射點(diǎn)的連線與其中一個(gè)坐標(biāo)軸(X軸或y軸)之間的夾角，然后將測(cè)量得到的距離和角度信號(hào)傳遞給處理器2，以便處理器2換算得到各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值。激光測(cè)距傳感器還可以進(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)測(cè)量，操作者可以根據(jù)需要在兩者之間進(jìn)行切換。本發(fā)明的檢測(cè)裝置包括激光檢測(cè)儀I，通過激光檢測(cè)儀I檢測(cè)車輛4外部輪廓上各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)到激光發(fā)射點(diǎn)的距離、檢測(cè)點(diǎn)與坐標(biāo)軸之間的夾角，然后再根據(jù)距離和夾角的信息換算得到各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，進(jìn)而繪制車輛4的外部輪廓，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶和使用均比較方便；使用時(shí)， 可以根據(jù)需要調(diào)整激光檢測(cè)儀I的位置，操作靈活便捷；激光檢測(cè)儀I的發(fā)射和接收速度較快，能夠快速完成檢測(cè)點(diǎn)的測(cè)量，提高檢測(cè)效率，且可以實(shí)現(xiàn)車輛動(dòng)態(tài)限界的檢測(cè)。處理器2可以包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元以及繪制單元，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中預(yù)存有基準(zhǔn)坐標(biāo)系，還可以預(yù)存激光發(fā)射點(diǎn)的坐標(biāo)值，進(jìn)行自動(dòng)掃描測(cè)量時(shí)可以激光檢測(cè)點(diǎn)為參照進(jìn)行換算，簡(jiǎn)化測(cè)量過程，激光發(fā)射點(diǎn)為激光檢測(cè)儀I中進(jìn)行激光發(fā)射和接收的位置；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元根據(jù)各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)到激光發(fā)射點(diǎn)的距離以及所述檢測(cè)點(diǎn)和激光發(fā)射點(diǎn)的連線與基準(zhǔn)坐標(biāo)系其中一個(gè)坐標(biāo)軸(X軸或I軸)之間的夾角、激光發(fā)射點(diǎn)的坐標(biāo)值換算得到各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值；繪制單元根據(jù)各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值繪制車輛4的外部輪廓。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元以及繪制單元相互連接并能夠進(jìn)行信號(hào)傳遞，以完成上述操作過程。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中預(yù)存的基準(zhǔn)坐標(biāo)系是在選定車輛限界的檢測(cè)位置后確定的，所謂的預(yù)存是指在進(jìn)行車輛外部輪廓的掃描之前預(yù)先定義好基準(zhǔn)坐標(biāo)系，然后將定義的基準(zhǔn)坐標(biāo)系進(jìn)行存儲(chǔ)，以建立檢測(cè)的基準(zhǔn)。當(dāng)然，處理器2還可以設(shè)置通信端口，以便與激光檢測(cè)儀I之間的信號(hào)傳遞。在一種更為優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明的檢測(cè)裝置還可以包括報(bào)警器，所述報(bào)警器在車輛4的外部輪廓超出限界時(shí)進(jìn)行報(bào)警，提高車輛4運(yùn)行的安全性。所述報(bào)警器可以為警鳴器或者是報(bào)警燈等部件，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，起到警示作用。為實(shí)現(xiàn)上述報(bào)警操作，處理器2還可以包括對(duì)比單元，對(duì)比單元與所述報(bào)警器信號(hào)連接；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中還可以儲(chǔ)存車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)比單元將繪制的車輛4外部輪廓與車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì)，如果超出車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值，則發(fā)送信號(hào)給報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元所儲(chǔ)存的車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值包括車輛4靜態(tài)限界的標(biāo)準(zhǔn)值和車輛4動(dòng)態(tài)限界的標(biāo)準(zhǔn)值，處理器2可以根據(jù)車輛4的運(yùn)行情況進(jìn)行選擇性地調(diào)用，以提高檢測(cè)精度和效率。此外，本發(fā)明的檢測(cè)裝置還可以包括顯示器，當(dāng)車輛4超出限界時(shí)，顯示器將車輛超出限界的具體位置予以顯示，以備技術(shù)人員后續(xù)進(jìn)行故障排查。為此，所述對(duì)比單元可以與顯示器信號(hào)連接，當(dāng)對(duì)比結(jié)果表明車輛4超出限界時(shí)，對(duì)比單元將超出限界的具體位置信號(hào)傳遞給顯示器，進(jìn)而通過顯示器予以顯示。所述信號(hào)連接是指兩種或者兩種以上的部件之間通過有線或者無線的方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞的一種連接方式。為方便激光檢測(cè)儀I的安裝和使用，本發(fā)明的檢測(cè)裝置還可以包括支架3，激光檢測(cè)儀I設(shè)置在支架3上。支架3可以為三角支架或者是其他可以折疊的支架，以便于攜帶和拆卸。支架3上可以設(shè)置安裝座32，安裝座32與激光檢測(cè)儀I相應(yīng)設(shè)置，以便于激光檢測(cè)儀I的安裝和拆卸，同時(shí)可以提高激光檢測(cè)儀I定位的可靠性。支架3上還可以設(shè)置調(diào)平部件，能夠調(diào)整激光檢測(cè)儀I與軌道之間的位置關(guān)系，進(jìn)而保證其掃描的車輛橫 截面與車輛的運(yùn)行方向垂直，進(jìn)而提高檢測(cè)精度。在此基礎(chǔ)上，可以在支架3上設(shè)置轉(zhuǎn)臺(tái)31，轉(zhuǎn)臺(tái)31能夠在豎直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，激光檢測(cè)儀I安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)31上；轉(zhuǎn)臺(tái)31可以在伺服電機(jī)等動(dòng)力部件的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)激光檢測(cè)儀I旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而完成對(duì)車輛外部輪廓的掃描測(cè)量。支架3上可以設(shè)置用于安裝轉(zhuǎn)臺(tái)31的安裝座32，以便對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)31進(jìn)行支撐定位。轉(zhuǎn)臺(tái)31的回轉(zhuǎn)角度可以為360度，也就是說，本發(fā)明的檢測(cè)裝置可以針對(duì)360度范圍內(nèi)的任意檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，其適用范圍較廣，操作也比較靈活。請(qǐng)參考圖3和圖4,圖3為圖2所示一側(cè)軌道的局部放大示意圖；圖4為圖2所示另一側(cè)軌道的局部放大示意圖。 本發(fā)明的檢測(cè)裝置可以采用如下步驟實(shí)現(xiàn)車輛限界的檢測(cè)。首先，選定車輛限界檢測(cè)的位置，做好檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作。在車輛經(jīng)過待測(cè)位置前，將支架3放置在距離軌道一定距離的地面上，然后使用螺釘將安裝座32固定在支架3上，再將轉(zhuǎn)臺(tái)31安裝在安裝座32上，最后利用支架3上的調(diào)平裝置將激光檢測(cè)儀I調(diào)平，以便進(jìn)行后續(xù)測(cè)試。放置好檢測(cè)儀后，手動(dòng)激光測(cè)距儀，對(duì)軌道上選取的基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，獲取激光發(fā)射點(diǎn)在基準(zhǔn)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，并將激光發(fā)射點(diǎn)的坐標(biāo)值預(yù)先存儲(chǔ)在處理器2的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。請(qǐng)結(jié)合圖2，可以在軌道的兩側(cè)各選擇一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，即基準(zhǔn)點(diǎn)A和基準(zhǔn)點(diǎn)B，基準(zhǔn)點(diǎn)A和基準(zhǔn)點(diǎn)B分別處于左側(cè)軌道的右側(cè)和右側(cè)軌道的右側(cè)，也就是說，兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)可以處于兩側(cè)軌道的同一側(cè)方向，均處于軌道靠近X軸的正向的一個(gè)側(cè)面，或者也可以處于X軸負(fù)向的一側(cè)端面，基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇要便于后續(xù)的測(cè)量和激光發(fā)射點(diǎn)坐標(biāo)值的計(jì)算；以車輛4的橫截面與軌道中心線的交點(diǎn)為原點(diǎn)，見圖2中的O點(diǎn)，由原點(diǎn)在豎直方向延伸形成基準(zhǔn)坐標(biāo)系的y軸，由原點(diǎn)垂直于軌道的軸線為X軸，并以車輛4運(yùn)行方向的右側(cè)為X軸的正方向，以垂直于F型軌道滑橇面向上為I軸的正方向。進(jìn)行車輛限界檢測(cè)前，手動(dòng)激光檢測(cè)儀I發(fā)射激光對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)A和基準(zhǔn)點(diǎn)B進(jìn)行測(cè)量，獲得基準(zhǔn)點(diǎn)A到激光發(fā)射點(diǎn)的距離L1、基準(zhǔn)點(diǎn)A和激光發(fā)射點(diǎn)的連線與X軸的夾角a 1、基準(zhǔn)點(diǎn)B到激光發(fā)射點(diǎn)的距離L2和與X軸的夾角α 2，設(shè)激光發(fā)射點(diǎn)在基準(zhǔn)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(a，b)，則:
權(quán)利要求
1.一種車輛限界的檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 11)定義基準(zhǔn)坐標(biāo)系； 12)對(duì)車輛橫截面的外部輪廓進(jìn)行激光發(fā)射掃描，以獲取處于所述車輛橫截面內(nèi)的外部輪廓上各檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值； 13)根據(jù)所述坐標(biāo)值繪制車輛運(yùn)行狀態(tài)下的外部輪廓。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，在所述步驟12)中，所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系以各所述檢測(cè)點(diǎn)所處的橫截面與軌道中心線的交點(diǎn)為原點(diǎn)，由所述原點(diǎn)豎直向上的方向?yàn)閥軸、垂直于軌道的方向?yàn)閄軸。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，在所述步驟13)之后還包括步驟14):將所述外部輪廓與車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì)，如果超出限界，則進(jìn)行報(bào)警。
4.如權(quán)利要求3所述的檢測(cè)方法，其特征在于，在所述步驟14)中，如果超出限界，則顯示車輛超出限界的位置。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的檢測(cè)方法，其特征在于，在所述步驟12)中，定義基準(zhǔn)坐標(biāo)系之后，具體包括以下步驟: 121)測(cè)量得到激光發(fā)射點(diǎn)的坐標(biāo)值； 122)檢測(cè)各個(gè)所述檢測(cè)點(diǎn)到所述激光發(fā)射點(diǎn)的距離，以及所述檢測(cè)點(diǎn)和激光發(fā)射點(diǎn)的連線與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系其中一個(gè)坐標(biāo)軸之間的夾角，并換算得到各個(gè)所述檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值。
6.如權(quán)利要求5所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟121)具體包括:在兩側(cè)軌道分別選定至少一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，檢測(cè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)到所述激光發(fā)射點(diǎn)的距離，以及所述基準(zhǔn)點(diǎn)和激光發(fā)射點(diǎn)的連線與所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系其中一個(gè)坐標(biāo)軸之間的夾角，計(jì)算所述激光發(fā)射點(diǎn)的坐標(biāo)值。
7.—種車輛限界的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置包括激光檢測(cè)儀和與其相連的處理器，所述處理器預(yù)存有基準(zhǔn)坐標(biāo)系，所述激光檢測(cè)儀通過激光發(fā)射對(duì)車輛橫截面的外部輪廓進(jìn)行掃描，所述處理器根據(jù)所述激光檢測(cè)儀的測(cè)量數(shù)據(jù)換算得到所述外部輪廓上各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)在所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，并根據(jù)所述坐標(biāo)值繪制車輛的外部輪廓。
8.如權(quán)利要求7所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述激光檢測(cè)儀包括激光測(cè)距傳感器和角度傳感器，所述激光測(cè)距傳感器用于測(cè)量各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)到激光發(fā)射點(diǎn)的距離，所述角度傳感器實(shí)時(shí)獲取所述激光測(cè)距傳感器測(cè)距時(shí)的發(fā)射光線與基準(zhǔn)坐標(biāo)系其中一個(gè)坐標(biāo)軸之間的角度。
9.如權(quán)利要求8所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置還包括用于支撐所述激光檢測(cè)儀的支架。
10.如權(quán)利要求9所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述支架上設(shè)有轉(zhuǎn)臺(tái)，所述激光檢測(cè)儀安裝在所述轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)所述激光檢測(cè)儀在豎直面內(nèi)回轉(zhuǎn)。
11.如權(quán)利要求10所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度為360度。
12.如權(quán)利要求8-11任一項(xiàng)所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述處理器包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元以及繪制單元， 所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元預(yù)存有基準(zhǔn)坐標(biāo)系； 所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所述距離和夾角換算得到各個(gè)所述檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值；所述繪制單元根據(jù)各個(gè)所述檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值繪制車輛的外部輪廓。
13.如權(quán)利要求12所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置還包括報(bào)警器，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元還儲(chǔ)存有車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值；所述處理器還包括對(duì)比單元，所述對(duì)比單元將車輛的外部輪廓與所述車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，如果超出限界，則傳遞信號(hào)給所述報(bào)警器。
14.如權(quán)利要求12所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置還包括用于顯示車輛超出限界位置的顯示器，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元還儲(chǔ)存有車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值；所述處理器還包括對(duì)比單元，所述對(duì)比單元將車輛運(yùn)行狀態(tài)下的外部輪廓與所述車輛限界的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)t匕，如果超出限界，則傳遞 信號(hào)給所述顯示器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車輛限界的檢測(cè)方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛動(dòng)態(tài)限界的檢測(cè)。所述檢測(cè)方法包括11)定義基準(zhǔn)坐標(biāo)系；12)對(duì)車輛橫截面的外部輪廓進(jìn)行激光發(fā)射掃描，以獲取處于所述車輛橫截面內(nèi)的外部輪廓上各檢測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值；13)根據(jù)所述坐標(biāo)值繪制車輛運(yùn)行狀態(tài)下的外部輪廓。所述檢測(cè)裝置包括激光檢測(cè)儀和與其相連的處理器，所述處理器預(yù)存有基準(zhǔn)坐標(biāo)系，所述激光檢測(cè)儀通過激光發(fā)射對(duì)車輛橫截面的外部輪廓進(jìn)行掃描，所述處理器根據(jù)所述激光檢測(cè)儀的測(cè)量數(shù)據(jù)換算得到所述外部輪廓上各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)在基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，根據(jù)所述坐標(biāo)值繪制車輛的外部輪廓。本發(fā)明可以實(shí)時(shí)、快速、連續(xù)地對(duì)車輛動(dòng)態(tài)限界進(jìn)行檢測(cè)，也可對(duì)車輛靜態(tài)限界進(jìn)行檢測(cè)。
文檔編號(hào)B61K9/00GK103223955SQ20131010226
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者司恩, 彭奇彪, 佟來生, 李曉春, 胡偉, 楊新斌 申請(qǐng)人:南車株洲電力機(jī)車有限公司