一种铁路隧道限界动态检测系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105953744A(43)申请公布日2016.09.21(21)申请号201610533517.6(22)申请日2016.07.07(71)申请人沈阳铁路局科学技术研究所地址110000辽宁省沈阳市敬宾街4-3号(72)发明人魏永久丁道祥赵辉陶毅杨赫崔高峰范宇王静王健(74)专利代理机构辽宁东来律师事务所21239代理人张宬张军贵(51)Int.Cl.G01B11/245(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种铁路隧道限界动态检测系统及方法(57)摘要本发明提供一种铁路隧道限界动态检测系统及方法，该系统包括：激光系统：实时发射激光信号至铁路隧道各径向断面及两钢轨；测量系统：实时摄录激光器照射在隧道洞壁上所产生的光带和钢轨上所产生的光带；计算机：处理光带图像，以铁路隧道径向断面对应的两钢轨连线中点为原点，计算被测量的铁路隧道各径向断面轮廓尺寸并记录，计算各径向断面轮廓对应钢轨所在平面的尺寸，从而求得铁路隧道径向断面积和限界；本发明实现了非接触式高速动态测量铁路隧道限界，大大提升了检测效率与检测精度，简化了检测流程，通过合理可靠的分析计算。CN105953744ACN105953744A权利要求书1/1页1.一种铁路隧道限界动态检测系统，其特征在于，包括：激光系统：实时发射激光信号至铁路隧道各径向断面及两钢轨；测量系统：实时摄录激光器照射在隧道洞壁上所产生的光带和钢轨上所产生的光带；计算机：处理光带图像，以铁路隧道径向断面对应的两钢轨连线中点为原点，计算被测量的铁路隧道各径向断面轮廓尺寸并记录，计算各径向断面轮廓对应钢轨所在平面的尺寸，从而求得铁路隧道径向断面积和限界；激光系统和测量系统通过同一测量架构安装在铁路隧道限界检测车车体内，测量系统的输出端连接计算机的输入端。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激光系统包括多台激光器，分别安装在铁路隧道限界检测车车体内部同一铁路隧道断面的不同位置及铁路隧道限界检测车车体梁下端，各激光器发射出的激光光束覆盖铁路隧道轮廓360°的限界测量范围。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量系统包括多台CCD图像传感器，分别摄取铁路隧道断面的不同部分，各CCD图像传感器摄取的光带图像拼接得到完整铁路隧道断面。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机设置有图像采集单元、标定生成单元和数据处理单元；其中，图像采集单元用于采集铁路隧道限界检测车启动后CCD图像传感器实时摄录的激光器照射在铁路隧道洞壁上及两钢轨表面所产生的光带；标定生成单元用于标定图像、基准点真值对应、生成标定文档；数据处理单元用于轮廓检测真值对应、图像拼接，生成限界。5.利用权利要求1所述的系统进行铁路隧道限界动态检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、铁路隧道限界检测车运行至铁路隧道入口后，激光系统发射激光投射到铁路隧道内壁以及钢轨表面；步骤2、测量系统实时摄录激光器照射在隧道洞壁上和两轨道所产生的光带；步骤3、计算机分析处理光带图像，计算出被测量的铁路隧道各径向断面轮廓尺寸并记录，计算各径向断面轮廓对应钢轨中心的尺寸，从而求得铁路隧道径向断面积和限界。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1所述的激光系统通过多台激光器实时发射激光信号至铁路隧道径向断面。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤2所述的测量系统通过多台CCD图像传感器实时摄录激光器照射在隧道洞壁上所产生的光带。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤3具体步骤如下：步骤3-1、铁路隧道限界检测车启动后，实时摄录激光器照射在铁路隧道洞壁上所产生的光带，并做视频解码与数据记录；步骤3-2、记录被测量的铁路隧道各径向断面轮廓尺寸并求得铁路隧道断面轮廓对应钢轨中心的尺寸；步骤3-3、根据铁路隧道各断面轮廓对应钢轨中心的尺寸，求得铁路隧道各径向断面积和限界。2CN105953744A说明书1/4页一种铁路隧道限界动态检测系统及方法技术领域[0001]本发明涉及铁路隧道限界检测技术领域，具体涉及一种铁路隧道限界动态检测系统及方法。背景技术[0002]为了确保机车车辆在铁路线路上运行的安全，防止机车车辆撞击邻近线路的建筑物和设备，而对机车车辆和接近线路的建筑物、设备所规定的不允许超越的轮廓尺寸线，称为限界。在铁路《技规》中更是做出了明确规定：一切建筑物、设备，在任何情况下均不得侵入铁路的建筑限界。铁路建筑限界测量的精确性十分重要，直接关系到铁路扩大货物运输的安全性和运输收入的增长。以往某些区段限界尺寸测量不准确，导致一些扩大货物运输必须绕行或拒运，造成铁路运能的浪费和运输收入的损失。[0003]铁路建筑限界大多使用