CN109387156B - 一种基于三维激光扫描设备的轨道侵限智能检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于三维激光扫描设备的轨道侵限智能检测仪，包括手推车、里程同步单元、手推扶手、工业电脑、三维激光扫描仪和360°高清相机，所述手推车的滚轮上固定设置有里程同步单元，所述手推车上设置有工业电脑，所述手推车的上面另一侧固定设置有电源供电系统与三维激光扫描仪，所述手推车的上面安装有360°高清相机，所述里程同步单元、三维激光扫描仪和360°高清相机分别与工业电脑连接，通过三维激光扫描仪安装方式灵活，满足不同线路状况使用，可检测范围覆盖线路360°范围，检测数据实时显示，侵限报警提示，对轨道交通内的构筑物进行非接触式限界检测及分析，不需要人工进行判断。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通限界检测设备技术领域，具体为一种基于三维激光扫描设备的轨道侵限智能检测仪。
背景技术
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。铁路部门为超限货物运输而制定的超限限界图以及站场设计与限界有关的规定，都以铁路限界为依据。
现有技术中对限界通常采用人工制作限界框模板对轨道交通区间内的限界检测方式，检测精度低，不能有效的确保运营车辆在线路上安全运行，为轨道交通日常施工限界检测、列车上线限界检测、运营维管检测，服务施工生产，以及列车的安全运行不能提供可靠的保障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于三维激光扫描设备的轨道侵限智能检测仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于三维激光扫描设备的轨道侵限智能检测仪，包括手推车、里程同步单元、手推扶手、工业电脑、三维激光扫描仪和360°高清相机，所述手推车的滚轮上固定设置有里程同步单元，所述手推车的上面固定设置有手推扶手，所述手推扶手的端部固定设置有工业电脑，所述手推车的上面另一侧固定设置有电源供电系统，所述电源供电系统的上面固定设置有三维激光扫描仪，所述手推车的上面与三维激光扫描仪的同侧固定设置有支杆，所述支杆的顶端安装有360°高清相机，所述里程同步单元、三维激光扫描仪和360°高清相机分别与工业电脑连接。
进一步的，所述工业电脑包括数据采集控制单元、里程数据采集单元、影像数据采集控制单元、数据同步分析单元和数据存储单元，所述数据采集控制单元、里程数据采集单元、影像数据采集控制单元的输出端分别与数据同步分析单元连接，所述数据同步分析单元的输出端与数据存储单元连接。
进一步的，所述数据采集控制单元的输入端与三维激光扫描仪连接，用于控制三维激光扫描仪获取行车区间内构建物数据及三维激光扫描仪的参数操控设置。
进一步的，所述里程数据采集单元的输入端与里程同步单元连接，用于动态计算当前实际里程位置，并为不同曲线半径切换限界数据提供数据支持。
进一步的，所述影像数据采集控制单元的输入端与控制360°高清相机连接，用于控制360°高清相机的拍照及相关参数设置，所述数据存储单元用于数据的导出与存档。
进一步的，所述电源供电系统设置为用于为工业电脑和三维激光扫描仪供电的高性能充放电锂电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、三维激光扫描仪安装方式灵活，满足不同线路状况使用，可检测范围覆盖线路360°范围；
2、检测数据实时显示，侵限报警提示，对轨道交通内的构筑物进行非接触式限界检测及分析，不需要人工进行判断；
3、根据线路数据，实现全检测过程不需人为操作，自动进行数据采集分析，侵限数据、影像等记录，并生成报告导出；
4、整套设备操作简单、可拆卸，便于携带，测量精度高，避免传统方式所带来的人为误差，弥补精度不足的缺点。
附图说明
图1为本发明整体结构侧视图；
图2为本发明整体结构俯视图；
图3为本发明原理框架图。
图中：1-手推车；2-里程同步单元；3-手推扶手；4-工业电脑；5-电源供电系统；6-三维激光扫描仪；7-支杆；8-360°高清相机；9-数据采集控制单元；10-里程数据采集单元；11-影像数据采集控制单元；12-数据同步分析单元；13-数据存储单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于三维激光扫描设备的轨道侵限智能检测仪，包括手推车1、里程同步单元2、手推扶手3、工业电脑4、三维激光扫描仪6和360°高清相机8，所述手推车1的滚轮上固定设置有里程同步单元2，所述手推车1的上面固定设置有手推扶手3，所述手推扶手3的端部固定设置有工业电脑4，所述手推车1的上面另一侧固定设置有电源供电系统5，所述电源供电系统5的上面固定设置有三维激光扫描仪6，所述手推车1的上面与三维激光扫描仪6的同侧固定设置有支杆7，所述支杆7的顶端安装有360°高清相机8，所述里程同步单元2、三维激光扫描仪6和360°高清相机8分别与工业电脑4连接。
所述工业电脑4包括数据采集控制单元9、里程数据采集单元10、影像数据采集控制单元11、数据同步分析单元12和数据存储单元13，所述数据采集控制单元9、里程数据采集单元10、影像数据采集控制单元11的输出端分别与数据同步分析单元12连接，所述数据同步分析单元12的输出端与数据存储单元13连接；
所述数据采集控制单元9的输入端与三维激光扫描仪6连接，用于控制三维激光扫描仪6获取行车区间内构建物数据及三维激光扫描仪6的参数操控设置；
所述里程数据采集单元10的输入端与里程同步单元2连接，用于动态计算当前实际里程位置，并为不同曲线半径切换限界数据提供数据支持；
所述影像数据采集控制单元11的输入端与控制360°高清相机8连接，用于控制360°高清相机8的拍照及相关参数设置，所述数据存储单元13用于数据的导出与存档；
所述电源供电系统5设置为用于为工业电脑4和三维激光扫描仪6供电的高性能充放电锂电池。
工作原理：作业时，首先将轨道侵限智能检测仪固定在轨道车上面，然后在工业电脑4同步控制单元的软件界面设置三维激光扫描设备的转速、频率，及起始里程，根据设备行驶速度选择扫描设备合适的转速。
轨道侵限智能检测仪在运行状态下，三维激光扫描仪6的激光头通过高速旋转实现轨道运行区间内构筑物360°扫描，快速得到区间内的所有构筑物数据。在设备行驶过程中，通过里程同步单元2所采集的里程数据变化传送给电脑中的里程数据采集单元，实时更新里程数据。数据同步分析单元将三维激光扫描仪6得数据结合线路数据，进行对比分析，通过将扫描得到的构筑物数据与对应线路曲线的限界数据，以轨平面为基准面，建立坐标系，进行分析对比，判断是否有构筑物坐标数据小于限界数据，若小于限界数据，即判断为有构筑物侵限，且得出侵限数据为多少。在判定有构筑物侵限的同时，电脑发出警告提示声，同步控制单元发出指令，影像数据采集控制单元控制360°高清工业相机8对检测到有侵限物的部位即刻拍照。
在软件界面实时显示检测状态，数据存储单元13将所有侵限数值、线路数据、影像数据按照区间、里程进行存储，便于检测后生成检测报告进行存档、回放，导出可打印文件。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种基于三维激光扫描设备的轨道侵限智能检测仪，包括手推车（1）、里程同步单元（2）、手推扶手（3）、工业电脑（4）、三维激光扫描仪（6）和360°高清相机（8），其特征在于：所述手推车（1）的滚轮上固定设置有里程同步单元（2），所述手推车（1）的上面固定设置有手推扶手（3），所述手推扶手（3）的端部固定设置有工业电脑（4），所述手推车（1）的上面另一侧固定设置有电源供电系统（5），所述电源供电系统（5）的上面固定设置有三维激光扫描仪（6），所述手推车（1）的上面与三维激光扫描仪（6）的同侧固定设置有支杆（7），所述支杆（7）的顶端安装有360°高清相机（8），所述里程同步单元（2）、三维激光扫描仪（6）和360°高清相机（8）分别与工业电脑（4）连接；
所述工业电脑（4）包括数据采集控制单元（9）、里程数据采集单元（10）、影像数据采集控制单元（11）、数据同步分析单元（12）和数据存储单元（13），所述数据采集控制单元（9）、里程数据采集单元（10）、影像数据采集控制单元（11）的输出端分别与数据同步分析单元（12）连接，所述数据同步分析单元（12）的输出端与数据存储单元（13）连接；
轨道侵限智能检测仪作业时，首先将轨道侵限智能检测仪固定在轨道车上面，然后在工业电脑（4）同步控制单元的软件界面设置三维激光扫描设备的转速、频率，及起始里程，根据设备行驶速度选择扫描设备合适的转速；
轨道侵限智能检测仪在运行状态下，三维激光扫描仪（6）的激光头通过高速旋转实现轨道运行区间内构筑物360°扫描，快速得到区间内的所有构筑物数据，在设备行驶过程中，通过里程同步单元（2）所采集的里程数据变化传送给电脑中的里程数据采集单元，实时更新里程数据；数据同步分析单元将三维激光扫描仪（6）得数据结合线路数据，进行对比分析，通过将扫描得到的构筑物数据与对应线路曲线的限界数据，以轨平面为基准面，建立坐标系，进行分析对比，判断是否有构筑物坐标数据小于限界数据，若小于限界数据，即判断为有构筑物侵限，且得出侵限数据为多少；在判定有构筑物侵限的同时，电脑发出警告提示声，同步控制单元发出指令，影像数据采集控制单元控制360°高清相机（8）对检测到有侵限物的部位即刻拍照；
在软件界面实时显示检测状态，数据存储单元（13）将所有侵限数值、线路数据、影像数据按照区间、里程进行存储，便于检测后生成检测报告进行存档、回放，导出可打印文件。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维激光扫描设备的轨道侵限智能检测仪，其特征在于：所述数据采集控制单元（9）的输入端与三维激光扫描仪（6）连接，用于控制三维激光扫描仪（6）获取行车区间内构建物数据及三维激光扫描仪（6）的参数操控设置。
3.根据权利要求2所述的一种基于三维激光扫描设备的轨道侵限智能检测仪，其特征在于：所述里程数据采集单元（10）的输入端与里程同步单元（2）连接，用于动态计算当前实际里程位置，并为不同曲线半径切换限界数据提供数据支持。
4.根据权利要求2所述的一种基于三维激光扫描设备的轨道侵限智能检测仪，其特征在于：所述影像数据采集控制单元（11）的输入端与控制360°高清相机（8）连接，用于控制360°高清相机（8）的拍照及相关参数设置，所述数据存储单元（13）用于数据的导出与存档。
5.根据权利要求1所述的一种基于三维激光扫描设备的轨道侵限智能检测仪，其特征在于：所述电源供电系统（5）设置为用于为工业电脑（4）和三维激光扫描仪（6）供电的高性能充放电锂电池。
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