基于激光扫描的城市轨道线路异物检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及轨道交通安全【技术领域】，公开一种基于激光扫描的城市轨道线路异物检测系统，包括底座、摇臂、激光扫描仪、姿态位置传感器、步进电机、电机控制器、控制器、通信模块和上位机，所述底座安装于城市轨道上方，所述激光扫描仪通过摇臂安装在底座上，所述摇臂与步进电机的输出轴传动连接，所述姿态位置传感器设置于步进电机上，姿态位置传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，所述控制器的控制输出端与电机控制器的控制输入端电联接，电机控制器的控制输出端与步进电机的控制输入端电连接，激光扫描仪和控制器的数据端口通过通信模块与上位机电联接；本实用新型采用激光扫描的方式，保证了机器良好的环境适应性，提高了检测准确率和效率。
【专利说明】基于激光扫描的城市轨道线路异物检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及轨道交通安全【技术领域】，尤其是涉及一种轨道线路异物检测系统。
【背景技术】
[0002]城市轨道不明掉落物、人员入侵等问题严重威胁到了城市轨道交通的运营安全。现在常用的检测轨道入侵异物的方法有CCTV监控系统、人工检测法、车载扫描法等。但现有技术具有如下缺点:
[0003]CCTV监控系统:1)受到光线影响较大，在隧道等阴暗处、异物与轨道颜色相近处、死角地区分的辨率低，很难准确的对异物识别2)系统的扩展能力差3)无法形成有效的报警联动，各部分独立运作，相互之间的控制协议很难互通4)不能智能地対异物自动辨识报
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目O
[0004]人工检测法:1)劳动强度大，成本高、效率低、极具不稳定性2)只能在夜间地铁停运时检测，对地铁运营时突发的异物入侵，无法检测
[0005]车载扫描法:1)车前的扫描系统对特殊路段不能定点检测2)当发现入侵的异物时，司机反应时间较短。
实用新型内容
[0006]有鉴于此，为了解决上述问题，本实用新型提出一种检测准确率和效率更高的基于激光扫描的城市轨道线路异物检测系统。
[0007]本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题:
[0008]基于激光扫描的城市轨道线路异物检测系统，包括底座、摇臂、激光扫描仪、姿态位置传感器、步进电机、电机控制器、控制器、通信模块和上位机，所述底座安装于城市轨道上方，所述激光扫描仪通过摇臂安装在底座上，所述摇臂与步进电机的输出轴传动连接，所述姿态位置传感器设置于步进电机上，姿态位置传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，所述控制器的控制输出端与电机控制器的控制输入端电联接，电机控制器的控制输出端与步进电机的控制输入端电连接，激光扫描仪和控制器的数据端口通过通信模块与上位机电联接。
[0009]进一步，所述摇臂可沿轨道延伸方向转动。
[0010]进一步，所述通信模块包括有线通信模块、无线通信模块或3G通信模块中的至少一种。
[0011]进一步，所述上位机为PC机。
[0012]进一步，所述激光扫描仪为二维激光扫描仪。
[0013]进一步，还包括声光报警装置，声光报警装置与控制器的信号输出端电连接。
[0014]本实用新型的有益效果:本实用新型的基于激光扫描的城市轨道线路异物检测系统具有如下优点:采用激光扫描的方式，根据激光三角测量原理，能够最大程度避免光线干扰，保证了机器良好的环境适应性，从而能够稳定而精确的测量出物体表面数据，解决轨道线路光线不足，异物处于死角位置以及异物与轨行区颜色相近情况下的轨道异物检测及辨别问题；另外激光扫描仪非接触性，长距离，高精度等优势进一步保证了数据的可靠性。提高了检测准确率和效率，降低了对人力物力的消耗，从而在保证轨道运营安全的情况下，降低了轨道公司的整体运营成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
[0016]图1示出了基于激光扫描的城市轨道线路异物检测系统的结构示意图；
[0017]图2示出了激光扫描仪的安装结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。
[0019]参见图1、2，本实施例的基于激光扫描的城市轨道线路异物检测系统，包括底座
1、摇臂2、激光扫描仪3、步进电机、电机控制器、声光报警装置、控制器、通信模块和上位机，所述底座I固定安装于城市轨道4上方，所述激光扫描仪3通过摇臂2安装在底座I上，所述摇臂2与步进电机的输出轴传动连接，所述姿态位置传感器设置于步进电机上，姿态位置传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，所述控制器的控制输出端与电机控制器的控制输入端电联接，电机控制器的控制输出端与步进电机的控制输入端电连接，激光扫描仪和控制器的数据端口通过通信模块与上位机电联接。声光报警装置与控制器的信号输出端电连接。
[0020]所述通信模块为有线通信模块、无线通信模块或3G通信模块中的至少一种。。所述上位机为PC机。所述控制器可选用单片机、ARM或者DSP，所述激光扫描仪为二维激光扫描仪，可选择SICK公司的LMS511系列激光扫描仪。二维激光扫描仪的价格仅为三维激光扫描仪的1%左右，而在本实用新型中，通过二维激光扫描仪获取的是物体的二维坐标数据后，可通过步进电机的姿态数据转换为三维坐标，达到三维激光扫描仪的扫描效果，极大的节约成本。
[0021]控制器通过电机控制器控制步进电机转动，姿态位置传感器检测步进电机动作位置，反馈给控制器，进行实时修正；步进电机带动激光扫描仪沿轨道延伸方向转动进行扫描，激光扫描仪将坐标信息等传给控制器，控制器通过通信模块以有线或无线的方式将数据传给上位机进行分析，如果发现异物入侵将反馈给控制器，控制器通过声光报警器发出报警。
[0022]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.基于激光扫描的城市轨道线路异物检测系统，其特征在于:包括底座、摇臂、激光扫描仪、姿态位置传感器、步进电机、电机控制器、控制器、通信模块和上位机，所述底座安装于城市轨道上方，所述激光扫描仪通过摇臂安装在底座上，所述摇臂与步进电机的输出轴传动连接，所述姿态位置传感器设置于步进电机上，姿态位置传感器的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，所述控制器的控制输出端与电机控制器的控制输入端电联接，电机控制器的控制输出端与步进电机的控制输入端电连接，激光扫描仪和控制器的数据端口通过通信模块与上位机电联接。
2.如权利要求1所述的基于激光扫描的城市轨道线路异物检测系统，其特征在于:所述摇臂可沿轨道延伸方向转动。
3.如权利要求1所述的基于激光扫描的城市轨道线路异物检测系统，其特征在于:所述通信模块包括有线通信模块、无线通信模块或3G通信模块中的至少一种。
4.如权利要求1所述的基于激光扫描的城市轨道线路异物检测系统，其特征在于:所述上位机为PC机。
5.如权利要求1所述的基于激光扫描的城市轨道线路异物检测系统，其特征在于:所述激光扫描仪为二维激光扫描仪。
6.如权利要求1-5中任一项所述的基于激光扫描的城市轨道线路异物检测系统，其特征在于:还包括声光报警装置，声光报警装置与控制器的信号输出端电连接。
【文档编号】G01V8/10GK203858374SQ201420111221
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】林鹏飞, 邓天民, 谭宇, 李洋, 张先波, 唐前昭 申请人:重庆交通大学