一种轨道伤损探测装置及其探测方法
【专利摘要】本发明公开了一种轨道伤损探测装置及其探测方法，包括拍摄单元、传感单元、机器人，机器人包括：数据处理单元，实时接收所述环境图像和所述超声回波信号，根据所述环境图像及超声回波信号，获取轨道伤损信息；报警单元，根据所述轨道伤损信息判断是否为可报警信息；通讯单元，将所述可报警的损伤信息发送给控制中心；信息转换单元，将所述控制中心发送的控制命令转换成所述机器人能够识别的数字信号；运动单元，接收数字信号，并控制所述机器人运动。本装置能避开障碍物并实时探测轨道伤害信息，控制人员在控制中心可接收到探伤信息，发送控制命令，达到了提高探伤速度、减少误判率、减少占道时间以及减少人力成本的目的。
【专利说明】一种轨道伤损探测装置及其探测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种轨道伤损探测装置及其探测方法。
【背景技术】
[0002]钢轨伤损是轨道交通中一个比较突出的问题，它与行车安全、运输成本、钢材选用和设计制造都有着密切的关系。目前广泛使用的手推式钢轨探伤仪的探伤方法是探伤工根据探伤仪显示的波形判别伤损，在钢轨探伤作业中，探伤的质量与探伤工作人员的经验、技术素质和精神状态有着密切关系，同时，也与探伤仪沿着钢轨推行的速度有着密切的关系，在探伤仪推进速度过快的情况下，由于探伤工作人员受大脑反应速度的限制，对一些伤损波形来不及观察和判别，造成伤损的漏检。在探伤工作中，还存在个别这样的情况:探伤班组不按规定的周期检查钢轨，在探伤工作中走近路造成个别区段的钢轨没有得到检查，或者以超过允许的速度进行探伤，都会造成钢轨伤损的漏检，给行车安全带来隐患。另外，由于钢轨探伤是在野外作业，流动性强，管理部门对探伤作业的质量缺乏科学有效的监控手段。
【发明内容】
[0003]鉴于以上内容，有必要提出一种成本低，精确度高的轨道伤损探测装置及其探测方法。
[0004]一种轨道伤损探测装置，包括一拍摄单元、一传感单元、一机器人，所述拍摄单元用于对周围的环境进行拍照，所述传感单元用于对轨道进行扫描，获得超声回波信号，所述机器人包括:
[0005]数据处理单元，用于实时接收所述环境图像和所述超声回波信号，根据所述环境图像及超声回波信号，获取轨道伤损信息；
[0006]报警单元，用于根据所述轨道伤损信息判断是否为可报警信息；
[0007]通讯单元，用于将所述可报警的损伤信息发送给控制中心；
[0008]信息转换单元，用于将所述控制中心发送的控制命令转换成所述机器人能够识别的数字信号；
[0009]运动单元，用于接收数字信号，并控制所述机器人运动。
[0010]进一步地，轨道伤损信息为:轨道损伤类型、环境B扫描图像和障碍物位置信息。
[0011]进一步地，机器人还包括一避障单元，用于同时接收数据处理单元发送的轨道伤损信息，并根据所述轨道伤损信息中的障碍物位置信息来判断是否有障碍物出现，如果有，则避障单元可以直接将控制指令发送给所述运动单元来控制所述机器人的运动。
[0012]进一步地，所述机器人还包括一照明单元和一供电单元，所述照明单元，用于给所述机器人提供照明；所述供电单元，用于为所述机器人各个单元提供可变电压。
[0013]进一步地，传感单元为一超声传感器。
[0014]一种轨道伤损探测方法，包括如下步骤:
[0015]根据环境图像和超声回波信号获取轨道损伤信息；
[0016]将所述轨道损伤信息与预先设置的一组可报警损伤类型相比较，如不符合，则不发出信号；如符合，则判定该信息为可报警的损伤信息，并发出报警信号；
[0017]将所述可报警的损伤信息实时发送给控制中心；
[0018]所述控制中心根据所述可报警损伤信息发送控制指令；
[0019]将所述指令转换成机器人能够识别的数字信号；
[0020]根据所述数字信号控制机器人运动。
[0021]进一步地，所述可报警损伤类型为:疲劳裂纹及腐蚀损伤。
[0022]本发明提出的轨道伤损探测装置能够避开障碍物并实时向控制中心传送可报警信息，同时所述工作人员可以与所述该装置通过通讯模块进行人机交互，使得所述工作人员可以方便地获知钢轨损伤信息与位置情况，可以足不出户的进行快速探伤，减少了人力资本，提高了工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明一较佳实施方式的组织架构图。
[0024]图2是本发明一较佳实施方式的方法流程图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026]请参阅图1，在一实施方式中，一种轨道伤损探测装置，包括有:一拍摄单元10、一传感单元20、一机器人30，上述单元分别通过局域网连接，所述局域网可为WIFI。所述拍摄单元10、传感单元20安装于所述机器人30上,所述拍摄单元10为一摄像头,所述传感单元20为一超声传感器21，所述拍摄单元10对所述机器人30周围的环境进行拍摄，生成环境图像，所述传感单元20对轨道进行扫描，获得超声回波信号。所述环境图像和超声回波信号被发送至所述机器人30内。
[0027]所述机器人30包括一数据处理单元31、一报警单元32、一避障单元33、一通讯单元34、一信息转换单元35、一运动单元36、一照明单元37及一供电单元38。
[0028]数据处理单元31，用于实时接收所述环境图像和所述超声回波信号，根据所述环境图像及超声回波信号，获取轨道伤损信息。轨道伤损信息可以为:轨道损伤类型、环境B扫描图像和障碍物位置信息。
[0029]报警单元32，用于根据所述轨道伤损信息判断是否为可报警信息。所述报警单元32中预设一组可报警的伤损类型，所述损伤类型可以为:疲劳裂纹(其中包括螺孔裂纹、轨底裂纹等，该裂纹是由列车在加速与制动过程中与轨道摩擦所产生)和腐蚀损伤(该损伤是由雨雪、除冰剂等物质的腐蚀所产生)。所述轨道伤损信息如果符合可报警的伤损类型，则所述报警单元发出报警信号，并将可报警的伤损信息发送给所述通讯单元34。
[0030]通讯单元34，用于将所述可报警的损伤信息发送给控制中心。
[0031]控制中心，用于接收所述可报警的损伤信息，并根据所述可报警的损伤信息发送控制指令。控制指令可以为停止探测、前进、后退等动作指令。
[0032]信息转换单元35，用于将所述控制中心发送的控制命令转换成所述机器人30能够识别的数字信号；
[0033]运动单元36，用于接收数字信号，并控制所述机器人运动。
[0034]照明单元37，用于给为所述机器人提供照明。
[0035]供电单元38，用于为上述各个模块供电。由于上述各个模块的工作电压各不相同，因此，所述供电单元输出的电压为可变电压。
[0036]避障单元33，用于同时接受所述数据处理单元31发送的轨道伤损信息，并根据所述轨道伤损信息中的障碍物位置信息来判断是否有障碍物出现，如果有，则避障单元33可以直接将控制指令发送给所述运动单元35来控制所述机器人30的运动。
[0037]请参阅图2，一种轨道伤损探测方法，所述方法包括如下步骤:
[0038]SlO:数据处理单元31根据接收的环境图像和超声回波信号，获取轨道损伤信息。
[0039]S20:报警单元32接收所述轨道损伤信息，将所述轨道损伤信息与预先储存于所述报警单元32中的一组可报警损伤类型相比较，如不符合，则所述报警单元32不发出信号；如符合，则判定该信息为可报警的损伤信息，并执行步骤三；
[0040]S30:通讯单元34接收所述可报警的损伤信息，并发送给控制中心。
[0041]S40:所述控制中心接收可报警的损伤信息，并根据所述信息发送控制指令；
[0042]S50:信息转换单元35接收所述控制指令，并将所述指令转换成机器人30能够识别的数字信号发送给运动单元36 ；
[0043]S60:运动单元36根据所述数字信号控制机器人的运动。
[0044]另外，所述机器人30的避障单元33可以直接接收轨道伤损信息，并根据所述轨道伤损信息中的障碍物位置信息来判断是否有障碍物出现，如果有，则所述避障单元33可以直接将控制指令发送给所述所述运动单元35来控制所述机器人30的运动。
[0045]本发明提出的一种轨道伤损探测装置能够很好的对所述轨道探伤机器人周围的环境以及所述轨道信息进行检测，同时所述避障单元33能够使所述装置完成自主避障，所述通讯单元34能够与所述控制中心进行实时通讯，无需现场工作人员就能对轨道进行探查，减少了人力成本，提高了工作效率。
[0046]虽然本发明参照当前的较佳实施方式进行了描述，但本领域的技术人员应能理解，上述较佳实施方式仅用来说明本发明，并非用来限定本发明的保护范围，任何在本发明的精神和原则范围之内，所做的任何修饰、等效替换、改进等，均应包含在本发明的权利保护范围之内。
【权利要求】
1.一种轨道伤损探测装置，包括一拍摄单元、一传感单元、一机器人，所述拍摄单元用于对周围的环境进行拍照，所述传感单元用于对轨道进行扫描，获得超声回波信号，其特征在于:所述机器人包括: 数据处理单元，用于实时接收所述环境图像和所述超声回波信号，根据所述环境图像及超声回波信号，获取轨道伤损信息； 报警单元，用于根据所述轨道伤损信息判断是否为可报警信息； 通讯单元，用于将所述可报警的损伤信息发送给控制中心； 信息转换单元，用于将所述控制中心发送的控制命令转换成所述机器人能够识别的数字信号； 运动单元，用于接收数字信号，并控制所述机器人运动。
2.如权利要求1所述的一种轨道伤损探测装置，其特征在于，所述轨道伤损信息为:轨道损伤类型、环境B扫描图像和障碍物位置信息。
3.如权利要求2所述的一种轨道伤损探测装置，其特征在于，所述机器人还包括一避障单元，用于同时接收数据处理单元发送的轨道伤损信息，并根据所述轨道伤损信息中的障碍物位置信息来判断是否有障碍物出现，如果有，则避障单元可以直接将控制指令发送给所述运动单元来控制所述机器人的运动。
4.如权利要求1所述的一种轨道伤损探测装置，其特征在于，所述机器人还包括一照明单元和一供电单元，所述照明单元，用于给所述机器人提供照明；所述供电单元，用于为所述机器人各个单元提供可变电压。
5.如权利要求1所述的一种轨道伤损探测装置，其特征在于，所述传感单元为一超声传感器。
6.一种轨道伤损探测方法，其特征在于，包括如下步骤: 根据环境图像和超声回波信号获取轨道损伤信息； 将所述轨道损伤信息与预先设置的一组可报警损伤类型相比较，如不符合，则不发出信号；如符合，则判定该信息为可报警的损伤信息，并发出报警信号； 将所述可报警的损伤信息实时发送给控制中心； 所述控制中心根据所述可报警损伤信息发送控制指令； 将所述指令转换成机器人能够识别的数字信号； 根据所述数字信号控制机器人运动。
7.如权利要求1所述的一种轨道伤损探测方法，其特征在于:所述可报警损伤类型为:疲劳裂纹及腐蚀损伤。
【文档编号】B61K9/08GK104512434SQ201310451733
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月28日 优先权日:2013年9月28日
【发明者】徐方, 邹风山, 曲道奎, 郑春晖, 褚明杰, 王富刚 申请人:沈阳新松机器人自动化股份有限公司