[发明专利]一种基于激光雷达的火车车皮数量和长度测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于激光雷达的火车车皮数量和长度测量系统及方法，包括：激光雷达，用于实时获取通过火车车皮托架的轮廓数据；测速装置，用于实时获取通过火车的车速；工控机，用于提取所述激光雷达获取的火车车皮托架的轮廓数据，和所述测速装置获取的火车的车速，进行后台数据处理和结果输出。本发明利用激光雷达精确得出火车车皮数量和长度，进而实现对每节拖挂车厢的动态载运信息监控及管理。

技术领域

本发明涉及火车车皮托架外廓自动检测技术，更具体地说，涉及一种基于激光雷达的火车车皮数量和长度测量系统及方法。

背景技术

随着经济的快速发展，铁路运输同样得到长足的进步。火车的长度和每节车皮的动态信息，在铁路运输安全管理、效率优化和精确调度等方面，有着较高的重要作用。目前的铁路运营的管理下，虽已装备多项的设备和系统，对铁路的运输管理也起到了一定的保障作用。但对于火车的长度、车皮的数量甚至车速的跟踪，只能通过人工计数、地面车号识别等进而达到区域跟踪，而且可能由于设备部署环境复杂多变，难免会发生对运输的火车信息的丢失的状况。

如专利文献DE10009324A1公开了一种基于传动机构来测定火车的长度的方法，其主要是通过测量驱动机车范围内的主空气管道HL中的空气物理状态压力、通流和温度。利用主空气管路HL中的压力变化，通流对时间的积分得出的泄露率以及从这些数值中计算出主空气管道HL的体积，进而得出火车的长度。这种计算法虽能实现对火车长度的测量，但是需要测量的量比较多，工作量比较大。而且对其他的干扰量并没有考虑，导致结果会不准确。

又如专利文献CN104477214B公开了一种基于智能电子终端的列车长度测量方法，其主要是车辆信息读写装置、机车车辆信息显示装置、信息读写装置天线和安装在车皮上的智能电子终端等硬件设备组成，还包括内置的列车长度计算软件，主要通过管理平台或软件自动完成对所挂车皮的信息读写或管理，自动实现列车车长的计算。虽能得到较准确的列车车长等信息，但该设备相对比较复杂，相互之间的依赖性强，当某子设备发生故障，将对最终结果的准确性造成影响。而且在面对环境比较恶劣时，由于网络问题，可能会出现设备间的通讯故障。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种基于激光雷达的火车车皮数量和长度测量系统及方法，利用激光雷达精确得出火车车皮数量和长度，进而实现对每节拖挂车厢的动态载运信息监控及管理。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种基于激光雷达的火车车皮数量和长度测量系统，包括：

激光雷达，用于实时获取通过火车车皮托架的轮廓数据；

测速装置，用于实时获取通过火车的车速；

工控机，用于提取所述激光雷达获取的火车车皮托架的轮廓数据，和所述测速装置获取的火车的车速，进行后台数据处理和结果输出。

较佳的，所述激光雷达和所述测速装置均通过支架设于轨道牙。

较佳的，所述支架为不锈钢材质制成，其上沿垂直向设有多个螺栓孔。

较佳的，所述激光雷达为二维激光雷达，其扫描线与所述火车车皮托架平行。

较佳的，所述测速装置为测速摄像头。

另一方面，一种所述的基于激光雷达的火车车皮数量和长度测量系统的测量方法，包括以下步骤：

1)所述测速装置采用光流算法对所述火车的相对位置信息实时进行速度探测，由所述工控机得到所述火车的实时速度V；

2)所述激光雷达实时扫描，获取每个扫描截面的所述火车车皮托架的外廓点云数据，由所述工控机保存云数据；

3)所述工控机根据所述火车车皮托架的外廓点云数据信息重建所述火车车皮托架的二维轮廓；