用于分析铁道车辆车轮的系统和方法

专利名称：用于分析铁道车辆车轮的系统和方法
技术领域：
本发明关于一种用于分析铁道车辆车轮的系统和方法。更具体地说，本发明关于 一种涉及用于测量这些车轮的外形的多个相机和照明的系统和方法。
背景技术：
铁路的铁道车辆(例如箱式车、平板车、油罐车、底卸车、敞蓬车皮、用于半拖运车 和/或集装箱的驮载运载工具、客车等)经受磨损、疲劳等。该铁道车辆的车轮和货车的情 况尤其如此。因此，通常有必要或希望随时检查该铁道车辆，且尤其检查该铁道车辆的货车 和车轮，以确保铁道车辆保持使用起来安全，且不可能在铁道车辆的当次检查与下次检查 之间的这段行程中经历故障。传统上，手动执行这些检查。该手动检查不仅耗时且昂贵，而且难以确保给定段的 铁道车辆在任何适当的时间表下接受检查。因此，如美国专利第6，911，914号、第6，909, 514号、第6，872，945号、第 6，823，242 号、第 6，768，551 号、第 5，793，492 号、第 5，677，533 号、第 5，596，203 号、第 5，448，072号、第5，247，338号、第3，253，140号和第3，206，596号中所陈述，其每一者的 教示以引用的方式并入本文中，在过去的三十年里，已开发出各种系统和方法来自动检查 铁路铁道车辆的各种方面和参数，例如铁路车轮和轴承温度、热轨道车表面、车轮外形等。 按照惯例，这些系统和方法已使用无源传感器，其在铁道车辆段经过所述传感器时，产生1 维、随时间变化的信号。为了提供额外维度的信息，可沿铁路轨道或垂直于铁路轨道布置多 个传感器。最近，已使用产生铁路铁道车辆的各种组件(例如车轮、货车组合件、铁道车辆 的车体等)的2维图像的基于光学的系统来检查该铁道车辆。一些基于光学的系统提供基于激光的铁道车辆车轮外形测量系统。这些系统(通 常安装在路旁)通常通过将激光线投影到车轮的表面上，且接着用投影到车轮表面上的激 光线捕捉其图像，而得出车轮外形测量结果。然而，这些已知系统无法实现某些有利特征 (和/或特征组合)。举例来说，使用这些激光系统获得的测量结果的准确性高度取决于所述系统的校准。设置和/或校准的甚至微小变化可能无法立刻检测，从而增加不可靠资料的风险。对 图像中所捕捉到的对象的视觉审阅或其它手动处理是困难的，因为使用这些系统获得的任 何图像主要是针对投影在对象上的激光线，而不是所述对象本身的图案。因此，任何这种处 理都是困难的、不可靠的且具有减少的值。举例来说，已知系统通常通过假设而得出某些车 轮参数(例如车轮中空)，因为在这些系统所捕捉的图像中可能无法清楚地看到车轮参数。这些已知系统通常要求对待测量对象的正确校准。如果正测量的实际对象不同于 被校准的对象，那么有可能出现误差。另外，铁道车辆车轮的大小通常会改变。这些变化通常需要内插和/或外推，这可能引入误差。这些系统的设备通常经受来自经过的铁道车辆的振动。较大的振动可导致移动，包含激光线与图像捕捉设备的光学中心之间的相对移动。这些振动和移动可能导致或产生误差。另外，这些已知系统的意在覆盖铁道车辆车轮的母体材料的激光线可能代替地覆 盖不是所述车轮的一部分的外来材料(例如凸缘上来自润滑器的润滑脂等)。因为典型的 处理算法假定激光线仅覆盖车轮的母体材料，所以外来材料可能负面地影响从这些系统获 得的任何测量值的准确性和可靠性。这些已知系统的激光还存在潜在的安全危险。虽然这些系统通常包含在发生系统 故障的情况下的保护性措施，但这些保护性措施无法消除激光暴露的风险。将需要提供一种捕捉、测量和/或分析本申请案中所揭示类型的铁道车辆车轮参 数的系统、方法或类似物，其包含这些或其它有利特征中的任一者或一者以上并不实质上 取决于待测量的系统或对象的详细校准的系统和/或方法；极少受到不是原始铁道车辆车 轮的一部分的外来材料影响的系统和/或方法；不利用激光且因此消除暴露于这些激光的 风险的系统和/或方法；以及不需要通过假设来得出车轮参数而是可准确地测量包含车轮 中空在内的完整车轮参数的系统和/或方法。这些捕捉、测量和/或分析铁道车辆车轮参数的系统和方法将因为多种原因而更 为有利。这些原因包含允许系统或利用这些系统的检查站定位在有可能以合理的间隔检查 大部分铁道车辆的点，例如铁路停车场的入口或出口，而不必显著地在实际检查中涉及铁 路工作人员。此外，这些系统和方法经设计以快速检查铁道车辆。即，所述检查可在铁道车 辆以其正常行进速度移动经过检查站时发生。相反，手动检查通常要求铁道车辆停下以允 许铁路工作人员接近各种组件以进行测量。通过允许铁道车辆快速移动经过检查站，检查 可在不实质上负面影响特定火车的时间表的情况下发生，从而减少检查成本和运输货物的 延迟。另外，这些系统和方法将避免基于激光的系统的若干限制和/或缺点，和/或本质 上比基于激光的系统更安全。

发明内容
本发明关于一种捕捉、测量和/或分析铁道车辆车轮参数的系统，其包括第一凸 缘相机，其邻近第一铁轨的轨道侧而提供，其中所述第一凸缘相机经定位以捕捉第一铁轨 上方的第一车轮的至少一部分的图像；第一内侧轮缘相机，其邻近第二铁轨的轨道侧而提 供，其中第一内侧轮缘相机经定位以捕捉第一车轮的至少一部分的图像；第一外侧轮缘相 机，其邻近第一铁轨的场侧而提供，其中所述第一外侧轮缘相机经定位以捕捉第一车轮的 至少一部分(包含第一车轮的内径的至少一部分)的图像；至少一个闪光灯，其经定位以有 助于照明第一车轮的至少一部分；以及至少一个背面照明板，其邻近第一铁轨的轨道侧而 提供，且经定位以将光朝第一车轮反射。本发明关于一种捕捉、测量和分析铁道车辆车轮参数的方法，其包括用邻近第一 铁轨的轨道侧提供的背面照明板来将光朝第一车轮反射；用邻近第一铁轨的轨道侧提供的 第一凸缘相机来捕捉第一铁轨上方的第一车轮的至少一部分的图像；用邻近第二铁轨的轨道侧提供的第一内侧轮缘相机来捕捉第一铁轨上方的第一车轮的至少一部分的图像；以及用邻近第一铁轨的场侧提供的第一外侧轮缘相机来捕捉第一铁轨上方的第一车轮的至少 一部分(包含第一车轮的内径的至少一部分)的图像。本发明关于一种提供用于捕捉、测量和分析铁道车辆车轮参数的系统的方法，其 包括邻近第一铁轨的轨道侧而定位和定向第一凸缘相机，以捕捉第一铁轨上方的第一车 轮的至少一部分的图像；邻近第二铁轨的轨道侧而定位和定向第一内侧轮缘相机，以捕捉 第一铁轨上方的第一车轮的至少一部分的图像；邻近第一铁轨的场侧而定位和定向第一外 侧轮缘相机，以捕捉第一铁轨上方的第一车轮的至少一部分的图像；定位和定向至少一个 闪光灯，使得所述至少一个闪光灯有助于照明第一车轮的至少一部分；以及邻近第一铁轨 的轨道侧而定位和定向至少一个背面照明板，以将光朝第一车轮反射。在根据本发明的各种装置、结构和/或方法的各种示范性实施例的以下详细描述 中描述或从中明白根据这些发明的系统和方法的各种示范性实施例的这些和其它特征和 优点。


将参考以下各图而详细描述根据本发明的系统和方法的各种示范性实施例，其 中图1是铁轨上的车轮头部的一部分的截面图。图2是定位于铁轨上的铁道车辆车轮的车轮外形的局部截面图。图3是捕捉、测量和/或分析铁道车辆车轮参数的系统的示范性实施例的俯视图。图4说明了可由捕捉、测量和/或分析铁道车辆车轮参数的系统的示范性实施例 的凸缘相机产生的图像。图5说明了可由捕捉、测量和/或分析铁道车辆车轮参数的系统的一个示范性实 施例的内侧轮缘相机产生的图像。图6说明了可由捕捉、测量和/或分析铁道车辆车轮参数的系统的示范性实施例 的外侧轮缘相机产生的图像。图7是定位在铁轨和车轮头部附近的背面照明部件和标记的局部截面图。图8是由捕捉、测量和/或分析铁道车辆车轮参数的系统的示范性实施例的凸缘 相机产生的照片。图9是由捕捉、测量和/或分析铁道车辆车轮参数的系统的示范性实施例的凸缘 相机产生的照片，所述系统包含背面照明部件。应理解，图式不一定是按比例绘制的。在某些情况下，可能已经省略了对理解本发 明来说不必要或使得难以理解其它细节的细节。当然，应理解，本发明不一定局限于本文所 说明的特定实施例。
具体实施例方式一条铁路可能拥有数万或更多段铁道车辆。此类铁道车辆包含火车和货车和/或 客车。通常，铁路拥有数十种不同类型的货车，例如箱式车、油罐车、敞蓬车皮、底卸车、平板 车箱、驮载式平板车、集装箱运载车、牲畜车等。如果铁路提供乘客服务，那么铁道车辆可含有客车、行李车、邮车、卧铺车、餐车、观察车等。检查铁道车辆通常是成问题的(例如由于 其移动本质)。因此，如上文所并入的美国专利中所述，在铁道车辆经过检查站时自动检查 铁道车辆可能比手动检查铁道车辆更有效率。如上文所述，虽然手动检查铁道车辆可提供对与铁道车辆相关联的各种参数的非 常精确且准确的测量，但这些手动测量是耗时且昂贵的。手动检查不仅需要训练有素的工 作人员，而且手动检查还要求使含有铁道车辆的火车停一段时间。因为铁路通过将货物从 一个地方移到另一个地方来赚取利润，所以检查铁道车辆的延迟可负面地影响铁路(例 如，直接减少通过铁路所赚取的利润)。在各种实施例中，由于激光线技术和系统的已知缺点，利用包含缺乏任何激光线 的机器视觉的系统。基于激光的系统不必要地使车轮外形测量变得复杂，且增加错误测量 的风险。另外，包含激光的系统还存在潜在的安全危险(在任一保护性系统发生故障的情 况下的激光暴露的风险)。在各种实施例中，与本发明有关的系统利用闪光灯和高速相机(不具有激光)来 捕捉铁道车辆车轮的参数。在各种实施例中，所述系统提供对车轮的完整外形和车轮头部 的准确测量，包含车轮中空测量。所述系统不需要假设来得出车轮参数，而是使用从图像捕 捉到的参数，从而通过向铁路操作员提供可靠且容易维护的车轮外形和车轮参数测量系统 来改进铁路的维护实务，且增加铁路操作的安全性。另外，所述系统能够测量以正常速度 (例如，以每小时至少60英里)行进的各种铁道车辆的所有车轮。图1说明在铁轨110顶部的铁道车辆车轮头部100的截面图。车轮头部100通常 包含轮缘120和凸缘130。车辆头部100还通常包含运行表面140，其通常包含轮缘120与 铁轨110接触的部分。因为已知车轮相对于铁轨而移动，所以车轮的运行表面140可能比 铁轨宽，且可随着时间的过去和/或在使用期间改变。图2说明铁轨上方的铁道车辆车轮的车轮外形150。如果车轮外形150是准确已 知或可测量的，那么可确定多种车轮参数，例如轮缘的厚度、凸缘130的高度和宽度以及车 轮中空。车轮中空通常被视为轮缘的实质上在车轮头部的运行表面140附近的厚度的减 小。图2中所说明的车轮外形150展现车轮中空。图3示出了根据本发明的检查站200 (如捕捉、测量和/或分析铁道车辆车轮参数 的系统)的示范性实施例。如图3所示，在一个示范性实施例中，检查站200包括定位有多 种图像捕捉装置，包含第一凸缘相机220、第二凸缘相机221、第一内侧轮缘相机222、第二 内侧轮缘相机223、第一外侧轮缘相机224和第二外侧轮缘相机225，的轨道的区段210。在 各种示范性实施例中，检查站200还包含闪光灯160以及与一个或多个相机和/或闪光灯 160通信的一个或多个触发系统。所述系统还可包含与所述相机中的至少一者通信的一个 或多个数据处理单元和/或一个或多个通信链路。还如图3所示，在一个实施例中，轨道的区段210包含提供于一个或多个枕木214 上的第一铁轨212和第二铁轨213的多个部分。枕木214可嵌在一堆道渣216中。可使用 任何已知或以后开发出的技术和/或装置将铁轨212、213连接到枕木214。如图3中所示， 图像捕捉装置可位于铁轨212、213中的一者或两者外部(即，定位在一个或两个铁轨212、 213的场侧)和/或铁轨212、213之间(S卩，定位于铁轨212、213的轨道侧)。在各种示范性实施例中，所述系统中所利用的各种图像捕捉装置(例如图3中所示的相机220到225)经定位和/或定角度以捕捉一个或多个车轮组中的车轮的车轮头部的至少多个部分。在各种示范性实施例中，所述系统中所利用的各种图像捕捉装置还可经 定位和/或坐落以有助于放大一个或多个所捕捉到的对象。更具体地说，在各种示范性实施例中，第一凸缘相机220和第二凸缘相机221分别 邻近第一铁轨212和第二铁轨213的轨道侧而提供(例如坐落且定位)，且实质上分别指向 车轮组中的第一车轮的凸缘和第二车轮的凸缘，且经坐落且定位以使得车轮组可在不接触 相机220、221的情况下经过。同样，在各种示范性实施例中，第一内侧轮缘相机222提供于第一铁轨212与第二 铁轨213之间(例如，邻近第二铁轨213的轨道侧)，且经定向(例如，以稍微垂直的角度和 水平角度)以允许第一内侧轮缘相机222捕捉第一车轮的轮缘的至少一部分的图像，而第 二内侧轮缘相机223提供于第一铁轨212与第二铁轨213之间(例如，邻近第一铁轨212的 轨道侧)，且经定向(例如，以稍微垂直的角度和水平角度)以允许第二内侧轮缘相机223 捕捉第二车轮的轮缘的至少一部分的图像。同时，在各种示范性实施例中，第一外侧轮缘相机224和第二外侧轮缘相机225分 别提供于第一铁轨212和第二铁轨213的场侧，且经定向(例如，以稍微垂直的角度和水平 角度)以允许第一外侧轮缘相机224和第二外侧轮缘相机225分别捕捉第一车轮的轮缘的 至少一部分和第二车轮的轮缘的至少一部分的图像。应了解，图像捕捉装置可以任何数目的方式定位、定向和对准。然而，在各种示范 性实施例中，图像捕捉装置经定位、对准和定向以有助于允许图像捕捉装置精确地捕捉所 关注的区域，例如车轮外形的大部分。还应了解，可通过将一个或多个物理上不同的成像系统(例如完整的数码相机) 并入图像捕捉装置主体中，来实施各种图像捕捉装置(例如相机220到225)。在一个实施 例中，可将各种图像捕捉装置实施为多个物理上独立的图像捕捉系统，例如完整的数码相 机。在一个实施例中，各种图像捕捉装置可使用物理上不同的透镜组合件和图像捕捉电子 装置(其具有常见的资料存储、输入/输出控制和其它电子装置)来实施一个或多个成像 系统。应了解，可使用任何已知或以后开发类型的图像捕捉系统来实施包含相机220和225 在内的各种图像捕捉装置中的任一者或多者。图4到图6说明可由所述系统的意在捕捉实质上定位于(例如)第二铁轨上方的 一个或多个车轮的图像的三个相机(例如第二凸缘相机、第二内侧轮缘相机和第二外侧轮 缘相机)捕捉的各种图像。举例来说，如图4到图6中所示，车轮250的外形的大部分可为 利用第二凸缘相机、第二内侧轮缘相机和第二外侧轮缘相机产生的图像而看得见和/或可 测量的。更具体地说，如图6中所描绘，车轮250的内径的至少一部分应为可从外侧轮缘相 机(例如第二外侧轮缘相机)的位置看得见。因为车轮250定位于第二铁轨213上，所以第二凸缘相机、第二内侧轮缘相机和第 二外侧轮缘相机可能无法捕捉车轮250的完整运行表面的任何图像。然而，车轮250的运行 表面的在图像中未捕捉到的任何部分应实质上与第二铁轨213接触。更明确地说，车轮250 的运行表面的所述部分应与第二铁轨213的外形接触。第二铁轨213的外形可在安装所述 系统之前和之后准确地测量且以规则间隔再次测量。举例来说，铁轨通常较慢地磨损，甚至 在非常繁重的交通条件和使用下，对铁轨外形的一年一次的测量通常被认为是足够的。因为第二铁轨213的外形是已知的或至少可测量的，所以通过使第二铁轨213的外形与来自 由第二凸缘相机221、第二内侧轮缘相机223和第二外侧轮缘相机225捕捉的图像的数据组 合，可构造或确定车轮250的运行表面的完整或大体上完整的“图像”。可类似地确定在任一铁轨上行进的其它车轮的运行表面的完整“图像”。在各种实 施例中，可使用第一铁轨的铁轨外形和由第一凸缘相机、第一内侧轮缘相机和第一外侧轮 缘相机捕捉到的图像来确定在第一铁轨上方的车轮头部的运行表面。另外，根据所述图像和已知的铁轨外形，可对车轮参数(包含车轮中空)进行准确 测量。此外，可准确地确定车轮外形，因为实质上所有车轮头部都在集合图像上看得见。车 轮头部的所有必要参考都是看得见的，且使用图像处理的自动算法，可确定车轮外形和车 轮头部，且准确地测量所有车轮外形参数，包含车轮中空。一旦处理算法已确定车轮头部的 参数，最终处理算法将包含车轮的与铁轨接触的部分，且因此允许车轮外形和整个车轮头 部的确定。如图3到图9所示，所述系统还可包含提供于第一和/或第二铁轨附近的一个或 多个标记260，例如第PCT/US07/63499号PCT专利申请案中所揭示的那些标记，所述申请案 以全文引用的方式并入本文中。因为这些标记260可包含于所述系统所捕捉的一个或多个 图像中，所以可更容易确定图像的正确相互关系，且因此可获得车轮参数和车轮外形的准 确测量。更具体地说，标记260可位于图像中将捕捉的区域中，以允许参考铁轨的顶部或 参考图像中的每一者。这可确保对车轮参数(包含车轮中空)和车轮外形的更准确测量。如图3和图6所示，本发明的系统还可包含一个或多个传感器270，例如申请案号 为60/588，910的第7，278，305号美国专利中所揭示的传感器，所述专利以全文引用的方式 并入本文中。可使用这些传感器270来确定火车上的每一车轮组的任何速度变化的存在。 另外，可使用这些传感器270来改进相机的时序，且有助于确保所有图像都及时被捕捉到。 另外，在从相机到被捕捉对象的距离已知的情况下，可针对被捕捉对象的任何攻角或踪迹 来校正所有测量值。如图7和图9中所示，所述系统还可包含一个或多个背面照明板280，其提供于第 一铁轨212与第二铁轨213之间(例如，邻近第一铁轨212和/或第二铁轨213的轨道侧)， 且经定向以将光朝沿第一铁轨212和/或第二铁轨213行进的一个或多个车轮的凸缘和/ 或轮缘反射。举例来说，背面照明板280可垂直安装且以相对于铁轨的一般纵向方向10度 到15度的角度朝相机定向。在各种实施例中，提供背面照明板280以避免与任何车轮接触。 另外，在各种实施例中，可柔性安装(例如弹簧安装)背面照明板280，使得如果其由铁道 车辆的车轮或任何组件或设备接触，那么背面照明板280可弯曲和/或让路并大体上返回 到其原始和/或最佳位置。每一背面照明板280可由任何类型的材料构造。在各种实施例 中，背面照明板280将由至少一种具有反射特性的表面材料构造。图8是利用不包含背面照明板的系统的示范性实施例的第一铁轨212、车轮和标 记260的照片。图9是由包含背面照明板280的系统的示范性实施例捕捉到的第一铁轨 212、车轮和标记260的照片。如图8和9所示，在各种示范性实施例中，背面照明板280有 助于照明图像中所捕捉的车轮的背面的至少一部分，以增强所捕捉图像的品质和清晰度。 在各种实施例中，利用背面照明板280还可有助于照明所利用的任何标记。
重要的是要注意，如优选和其它示范性实施例中所展示并描述的系统的组件的构 造和布置只是说明性的。尽管本揭示案中已详细描述本发明的仅几个实施例，但审阅本揭 示案的所属领域的技术人员将容易了解，在没有实质上脱离所陈述的标的物的新颖教示和 优点的情况下，许多修改都是可能的(例如，各种组件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参 数的值、安装布置、材料使用、色彩、定向等的变化)。举例来说，展示为整体形成的组件可 由多个零件或组件构造，和/或展示为多个零件的组件可整体形成，接口的操作可颠倒或 以其它方式改变，系统的结构和/或部件或连接或其它组件的长度和/或宽度可改变，提供 于组件之间的调整位置的性质或数目可改变，组件的位置可颠倒或以其它方式改变，且离 散组件或位置的性质或数目可更改或改变。应注意，所述系统的组件和/或组合件可由提 供足够强度或耐久性、呈多种色彩、纹理和组合中的任一者的多种材料中的任一者构造。因 此，所有这些修改意在包含在本发明的范围内。可在不脱离本发明的范围的情况下，对优选 和其它示范性实施例的设计、操作条件和布置作出其它替代、修改、改变和省略。
权利要求
一种捕捉、测量和分析铁道车辆车轮参数的系统，其包括第一凸缘相机，其邻近第一铁轨的轨道侧提供，其中所述第一凸缘相机经定位以捕捉所述第一铁轨上方的第一车轮的至少一部分的图像；第一内侧轮缘相机，其邻近第二铁轨的轨道侧提供，其中所述第一内侧轮缘相机经定位以捕捉所述第一车轮的至少一部分的图像；第一外侧轮缘相机，其邻近所述第一铁轨的场侧提供，其中所述第一外侧轮缘相机经定位以捕捉所述第一车轮的至少一部分的图像，所述第一车轮的至少一部分包含所述第一车轮的内径的至少一部分；至少一个闪光灯，其经定位以有助于照明所述第一车轮的至少一部分；以及至少一个背面照明板，其邻近所述第一铁轨的所述轨道侧提供，且经定位以将光朝所述第一车轮反射。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括至少一个传感器，其与所述第一凸缘相机、第一内侧轮缘相机和第一外侧轮缘相机中 的至少一者通信；以及至少一个标记，其经定位以至少部分地包含在由所述第一凸缘相机、第一内侧轮缘相 机和第一外侧轮缘相机中的至少一者所捕捉到的图像中。
3.根据权利要求1所述的系统，进一步包括与所述第一凸缘相机、第一内侧轮缘相机 和第一外侧轮缘相机中的至少一者通信的数据处理单元。
4.根据权利要求1所述的系统，进一步包括第二凸缘相机，其邻近所述第二铁轨的轨道侧提供，其中所述第二凸缘相机经定位以 捕捉所述第二铁轨上方的第二车轮的至少一部分的图像；第二内侧轮缘相机，其邻近所述第一铁轨的轨道侧提供，其中所述第二内侧轮缘相机 经定位以捕捉所述第二车轮的至少一部分的图像；第二外侧轮缘相机，其邻近所述第二铁轨的场侧提供，其中所述第二外侧轮缘相机经 定位以捕捉所述第二车轮的至少一部分的图像，所述第二车轮的至少一部分包含所述第二 车轮的内径的至少一部分；至少一个闪光灯，其经定位以有助于照明所述第二车轮的至少一部分；以及 至少一个背面照明板，其邻近所述第二铁轨的轨道侧提供，且经定位以将光朝所述第 二车轮反射。
5.根据权利要求4所述的系统，进一步包括至少一个传感器，其与所述第一凸缘相机、第一内侧轮缘相机、第一外侧轮缘相机、第 二凸缘相机、第二内侧轮缘相机和第二外侧轮缘相机中的至少一者通信；以及至少一个标记，其经定位以至少部分地包含在由所述第一凸缘相机、第一内侧轮缘相 机、第一外侧轮缘相机、第二凸缘相机、第二内侧轮缘相机和第二外侧轮缘相机中的至少一 者所捕捉到的图像中。
6.根据权利要求4所述的系统，进一步包括与所述第一凸缘相机、第一内侧轮缘相机、 第一外侧轮缘相机、第二凸缘相机、第二内侧轮缘相机和第二外侧轮缘相机中的至少一者 通信的数据处理单元。
7.一种捕捉、测量和分析铁道车辆车轮参数的方法，其包括用邻近第一铁轨的轨道侧提供的背面照明板将光朝第一车轮反射；用邻近所述第一铁轨的轨道侧提供的第一凸缘相机来捕捉所述第一铁轨上方的所述 第一车轮的至少一部分的图像；用邻近第二铁轨的轨道侧提供的第一内侧轮缘相机来捕捉所述第一铁轨上方的所述 第一车轮的至少一部分的图像；以及用邻近第一铁轨的场侧提供的第一外侧轮缘相机来捕捉所述第一铁轨上方的所述第 一车轮的至少一部分的图像，所述第一车轮的至少一部分包含所述第一车轮的内径的至少 一部分。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括用与所述第一凸缘相机、第一内侧轮缘相机和第一外侧轮缘相机中的至少一者通信的 传感器来感测所述第一铁轨上方的所述第一车轮的存在；以及将至少一个标记定位成至少部分地包含于由所述第一凸缘相机捕捉到的图像、由所述 第一内侧轮缘相机捕捉到的图像和由所述第一外侧轮缘相机捕捉到的图像中的至少一者 中。
9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括将由所述第一凸缘相机捕捉到的图像、由 所述第一内侧轮缘相机捕捉到的图像和由所述第一外侧轮缘相机捕捉到的图像中的至少 一者传输到数据处理单元。
10.根据权利要求7所述的方法，进一步包括用邻近所述第二铁轨的轨道侧提供的背面照明板将光朝第二车轮反射；用邻近所述第 二铁轨的轨道侧提供的第二凸缘相机来捕捉所述第二铁轨上方的所述第二车轮的至少一 部分的图像；用邻近所述第一铁轨的轨道侧提供的第二内侧轮缘相机来捕捉所述第二铁轨上方的 所述第二车轮的至少一部分的图像；以及用邻近所述第二铁轨的场侧提供的第二外侧轮缘相机来捕捉所述第二铁轨上方的所 述第二车轮的至少一部分的图像，所述第二车轮的至少一部分包含所述第二车轮的内径的 至少一部分。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括用与所述第一凸缘相机、第一内侧轮缘相机、第一外侧轮缘相机、第二凸缘相机、第二 内侧轮缘相机和第二外侧轮缘相机中的至少一者通信的传感器来感测所述第一铁轨上方 的所述第一车轮和所述第二铁轨上方的所述第二车轮中的至少一者的存在；以及将至少一个标记定位成至少部分地包含于由所述第一凸缘相机捕捉到的图像、由所述 第一内侧轮缘相机捕捉到的图像、由所述第一外侧轮缘相机捕捉到的图像、由所述第二凸 缘相机捕捉到的图像、由所述第二内侧轮缘相机捕捉到的图像和由所述第二外侧轮缘相机 捕捉到的图像中的至少一者中。
12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括将由所述第一凸缘相机捕捉到的图像、 由所述第一内侧轮缘相机捕捉到的图像、由所述第一外侧轮缘相机捕捉到的图像、由所述 第二凸缘相机捕捉到的图像、由所述第二内侧轮缘相机捕捉到的图像和由所述第二外侧轮 缘相机捕捉到的图像中的至少一者传输到数据处理单元。
13.一种提供用于捕捉、测量和分析铁道车辆车轮参数的系统的方法，其包括邻近第一铁轨的轨道侧定位和定向第一凸缘相机，以捕捉所述第一铁轨上方的第一车 轮的至少一部分的图像；邻近第二铁轨的轨道侧定位和定向第一内侧轮缘相机，以捕捉所述第一铁轨上方的所 述第一车轮的至少一部分的图像；邻近所述第一铁轨的场侧定位和定向第一外侧轮缘相机，以捕捉所述第一铁轨上方的 所述第一车轮的至少一部分的图像；定位和定向至少一个闪光灯，使得所述至少一个闪光灯有助于照明所述第一车轮的至 少一部分；以及邻近所述第一铁轨的所述轨道侧定位和定向至少一个背面照明板，以将光朝所述第一 车轮反射。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括提供至少一个传感器，其与所述第一凸缘相机、第一内侧轮缘相机和第一外测轮缘相 机中的至少一者通信；以及定位至少一个标记，使得所述至少一个标记至少部分地在由所述第一凸缘相机、第一 内侧轮缘相机和第一外侧轮缘相机中的至少一者所捕捉到的图像中看得见。
15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括提供与所述第一凸缘相机、第一内侧轮 缘相机和第一外侧轮缘相机中的至少一者通信的数据处理单元。
16.根据权利要求13所述的方法，进一步包括邻近所述第二铁轨的轨道侧定位和定向第二凸缘相机，以捕捉所述第二铁轨上方的第 二车轮的至少一部分的图像；邻近所述第一铁轨的所述轨道侧定位和定向第二内侧轮缘相机，以捕捉所述第二铁轨 上方的所述第二车轮的至少一部分的图像；邻近所述第二铁轨的场侧定位和定向第二外侧轮缘相机，以捕捉所述第二铁轨上方的 所述第二车轮的至少一部分的图像；定位和定向至少一个闪光灯，使得所述至少一个闪光灯有助于照明所述第二车轮的至 少一部分；以及邻近所述第二铁轨的所述轨道侧定位和定向至少一个背面照明板，以将光朝所述第二 车轮反射。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括提供至少一个传感器，其与所述第一凸缘相机、第一内侧轮缘相机、第一外侧轮缘相 机、第二凸缘相机、第二内侧轮缘相机和第二外侧轮缘相机中的至少一者通信；以及提供至少一个标记，使得所述至少一个标记至少部分地在由所述第一凸缘相机、第一 内侧轮缘相机、第一外侧轮缘相机、第二凸缘相机、第二内侧轮缘相机和第二外侧轮缘相机 中的至少一者所捕捉到的图像中看得见。
18.根据权利要求16所述的方法，进一步包括提供数据处理单元，其与所述第一凸缘 相机、第一内侧轮缘相机、第一外侧轮缘相机、第二凸缘相机、第二内侧轮缘相机和第二外 侧轮缘相机中的至少一者通信。
全文摘要
一种分析铁道车辆车轮的示范性系统和方法有助于允许快速分析车轮，从而减少对手动检查或其它有关延迟的任何需要。示范性系统可包含一个或多个闪光灯以及一个或多个高速相机，以快速捕捉所述铁道车辆车轮的图像。所述图像可包含一个或多个标记以辅助分析所述铁道车辆车轮的各种参数。所述示范性系统可包含一个或多个背面照明板，以辅助照明所述铁道车辆车轮和/或所述一个或多个标记。
文档编号E01B29/04GK101802308SQ200880105893
公开日2010年8月11日 申请日期2008年7月17日 优先权日2007年7月17日
发明者克瑞斯多夫·奇莱恩, 史都华·黑洱, 弗拉狄密尔·玛苏尔 申请人:伦斯雷尔公司