一种地铁轨道区间内异物智能检测装置的制作方法

本发明涉及轨道检测领域,具体涉及一种地铁轨道区间内异物智能检测装置。

背景技术：

轨道区间分为隧道段和露天段，在隧道站台段，由于地铁车辆与站台有间隙，乘客进出地铁车辆时，偶有物品掉落轨道区间内；在露天段，不可控因素增多，偶有异物飞落轨道区间内。地铁轨道区间是地铁车辆运行的主要场所，保证轨道区间建筑限界内无异物，是地铁安全运营的主要前提。目前轨道检测以人工为主，当地铁停止运营后，轨道检修技术人员带着照明设备，以肉眼判断轨道内是否有异物。这种人工检修方法耗费大量的人力物力资源，且检测效率低，存在漏检现象，造成极大安全隐患。近年来，部分地铁公司开始尝试使用轨检车进行检修隧道，但目前大部分轨检车仍以检测轨道损伤、轨距偏差、隧道形变为主，较少有异物检测功能，且大部分轨检车较为笨重，使用操作不方便，检测效率低。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种地铁轨道区间内异物智能检测装置。

本发明采用如下技术方案：

一种地铁轨道区间内异物智能检测装置，包括单轨小车，所述单轨小车在轨道行驶，还包括中央处理器、摄像头模块、照明模块、蓝牙模块、电力驱动模块及计轴模块；

所述中央处理器分别与摄像头模块、照明模块、蓝牙模块、电力驱动模块及计轴模块连接；

所述电力驱动模块包括电机及传动齿轮，所述中央处理器驱动电机转动，进一步带动传动齿轮带动单轨小车的车轮沿着轨道前进；

所述计轴模块设置在前车轮轴上方的车身上，所述摄像头模块设置在单轨小车的正前方，地铁轨道在其视野范围内，所述照明模块设置在单轨小车的前方；

蓝牙模块分别设置在地铁轨道各个站点及单轨小车，用于配对进入站点的单轨小车，纠正计轴模块的累计距离差，并将车站名称及配对信息发送给中央处理器。

所述摄像头模块包括一个分辨率达1024×768、帧数达30fps的cmos传感器及其图像处理电路，并通过串行总线与中央处理器通讯。

所述照明模块由led灯及继电器构成。

所述计轴模块为对射式霍尔传感器，在单轨小车的轮彀上开有一孔，用于计轴模块统计轮胎旋转圈数。

所述中央处理器为s3c2410a-26型号处理器。

本发明还包括数据存储模块、显示模块及通讯模块。

本发明的工作过程：

中央处理器控制电力驱动模块，驱动电力驱动模块带动单轨小车沿着轨道前进，并读取计轴模块数据，计算前进距离，每到一个站点时，通过读取设置在站点的蓝牙模块数据，校正计轴模块的距离数据，中央处理器读取摄像头数据进行存储并实时处理，识别轨道区间的异常物品。

本发明的有益效果：

本发明采用单轨小车沿着轨道行驶，利用计轴模块精确确认小车位置，摄像头模块检测轨道间异物，有利于提高地铁轨道区间内检测异物的准确率和效率，保障轨道区间的安全性，并节省人力物力资源。

附图说明

图1是本发明各部件的连接示意图；

图2是本发明的单轨小车结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1及图2所示，一种地铁轨道区间内异物智能检测装置，包括单轨小车、中央处理器、摄像头模块、照明模块、蓝牙模块、电力驱动模块及计轴模块；

所述单轨小车由两个车轮进行承重，车身主体安装有中央处理器10、照明模块11、通讯模块3、蓝牙模块4、显示模块1、数据存储模块5、电力驱动模块6和计轴模块7，其中照明模块11安装车身前部，计轴模块安装在前车轮轴线上方，高度与车轮小孔12途经位置相对应，另外用支撑架2将摄像头模块9和显示模块固定在车身顶部，车身左右两边为夹轨机构8，由外伸的弓字架和滚动轮组成，用来固定小车沿铁轨行驶。

所述中央处理器分别与摄像头模块、照明模块、蓝牙模块、通讯模块、电力驱动模块、显示模块、数据存储模块及计轴模块连接；

所述中央处理器对各模块进行控制，读取和发送相应数据。选用三星公司的s3c2410a-26型号处理器作为中央处理器，该处理器是基于arm公司的arm920t处理器核生产的32位微控制器，具有丰富的接口和最高266mhz的运行频率，是一款了低成本、低功耗和高性能的处理器。

所述电力驱动模块包括电机及传动齿轮，所述中央处理器驱动电机转动，进一步带动传动齿轮带动单轨小车的车轮沿着轨道前进，传动齿轮固定在单轨小车的橡胶轮胎上。

计轴模块为对射式霍尔传感器。当轮胎转动时，计轴模块经过轮毂小孔，则产生一次高电位，中央处理器根据产生高电位的次数和橡胶轮胎半径，计算出行驶距离，判断装置所处的位置，但此计算距离会有累计误差。

蓝牙模块设置在地铁轨道各个站点，所述单轨小车也设置蓝牙模块，当小车上的蓝牙模块进入站台蓝牙模块的广播信号范围内时，对采集到的信号强度进行处理得到距离信息，当距离最小时为小车到达站点，小车继续行驶到下一个站点，中央处理器读取两个站点间的固定距离来纠正计轴模块的累计距离误差。

用于配对进入站点的单轨小车，所述纠正计轴模块的累计距离差，并将车站名称及配对信息发送给中央处理器。

所述摄像头模块包括一个分辨率达1024×768、帧数达30fps的cmos传感器及其图像处理电路，并通过串行总线与中央处理器通讯。

所述照明模块由大功率led灯和继电器组成，继电器由中央处理器控制，当继电器闭合时，led灯工作，照亮轨道区间，使图像拍摄更加清晰。照明模块通过i/o口与中央处理器通讯。

数据存储模块，使用固态硬盘，摄像头获取的图像经由中央处理器处理后写入固态硬盘，保存原始图像数据和保存检测到的异常后标记到的图像数据。

通讯模块，单轨小车配置通讯模块，通过td-lte网络将包含异常物体的图像数据、装置的位置数据和检测装置编号信息发送给服务器。

本发明的工作过程为：

中央处理器控制电力驱动模块，驱动电力驱动模块带动单轨小车沿着轨道前进，并读取计轴模块数据，计算前进距离，每到一个站点时，通过读取设置在站点的蓝牙模块数据，校正计轴模块的距离数据，中央处理器读取摄像头数据进行存储并实时处理，识别轨道区间的异常物品，当发现异常物体时，将图像通过通讯模块发送到监控中心；中央处理器还控制照明模块的继电器，驱动大功率led灯的通断电，提高照明度，又提高图像处理得精度。

本发明可以运用在地铁轨道区间内，也可以运用在其他轨道交通系统场所，如有轨电车、轻轨、普通铁路、高速铁路等轨道区间内，装置的夹轨机构需要根据轨道横截面尺寸做相应的修改。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种地铁轨道区间内异物智能检测装置，包括单轨小车，所述单轨小车在轨道行驶，还包括中央处理器、摄像头模块、照明模块、蓝牙模块、电力驱动模块及计轴模块；本发明的单轨小车，沿着轨道行驶，通过图像识别来判断是否有异物侵入轨道区间内，如发现异物则将异物图像信息和位置信息上报监控中心，提示检修人员前往处理。

技术研发人员：温惠英;罗晨伟;黎景壮;雷焕宇
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2018.08.31
技术公布日：2019.01.04