[发明专利]一种用于钢轨铺设的自动控制方法与系统

说明书

本发明公开了一种用于钢轨铺设的自动控制系统与方法，涉及轨道交通领域，主要分为钢轨抓取阶段、钢轨推送阶段、钢轨入槽阶段，通过在三个阶段中运用相机标定技术获取钢轨特征点信息，从而对钢轨进行坐标定位，根据坐标进行位置判断，从而精确地控制钢轨推送装置推送钢轨、控制机械手抓取钢轨入槽。本发明采用相机标定进行钢轨定位，可以相机本身的坐标为基点，不受钢轨自身以及周边环境影响，能够快速高效的获取准确的坐标信息，大大提高了轨道铺设的作业效率。

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种用于钢轨铺设的自动控制方法与系统。

背景技术

近年来，我国城际轨道交通和跨省轨道交通的建设都进入了快速发展阶段，为保证轨道工程持久稳定的高平顺性，轨道的施工标准越来越高、施工技术要求更新快、施工管理越来越严格。

传统的的轨道铺设采用人力与机械结合的方式，将钢轨一段一段的铺设在轨道上，这种施工方式需要大量的人力、物力投入，同时容易受到天气环境的影响，对于工期的控制也不理想。而如果采用全机械式操作，就需要控制相应的装置准确的抓取钢轨并将钢轨按照施工规划准确的置入轨道槽中，而如何控制相应的装置将钢轨全自动智能化的从钢轨运输装置上置入轨道槽中，在现有技术中还并不是很完善。

发明内容

为了使机械智能化钢轨铺设得以实现，同时保证钢轨铺设的规范，本发明提出了一种用于钢轨铺设的自动控制方法，包括钢轨推送装置、导框、导向槽、机械手和主控单元，且钢轨推送装置、导框和导向槽处均设有激光扫描仪，主控单元对于钢轨的铺设包括步骤：

S1：根据预置钢轨图像获取钢轨图像特征信息；

S2：获取钢轨推送装置处激光扫描仪的钢轨的第一扫描数据，并结合钢轨图像特征信息提取夹取特征点；

S3：根据夹取特征点控制钢轨推送装置抓取钢轨；

S4：获取导框处的激光扫描仪的钢轨的第二扫描数据，并结合钢轨图像特征信息提取钢轨的第一端部特征点；

S5：根据第一端部特征点判断钢轨头部是否在导框内，若是，生成推送信号并进入下一步骤，若否，移动钢轨推送装置并返回步骤S4；

S6：根据推送信号控制钢轨推送装置推送钢轨；

S7：根据第一端部特征点判断钢轨尾部与导框的距离是否为预设距离，若是，生成停止信号并进入下一步骤，若否，返回步骤S6；

S8：根据停止信号控制钢轨推送装置停止推送钢轨；

S9：获取导向槽处激光扫描仪的钢轨的第三扫描数据，结合钢轨图像特征提取钢轨的第二端部特征点；

S10：根据第二端部特征点判断钢轨头部是否在机械手的工作区域内，若是，生成抓取信号并控制机械手抓抬钢轨并放入轨道槽中，若否，移动导向槽并返回步骤S9。

进一步地，所述钢轨的第一扫描数据至第三扫描数据在获取之后，还包括步骤：对扫描数据进行滤波和振动补偿。

进一步地，所述步骤S3具体分为：

S31：根据夹取特征点进行相机标定；

S32：根据相机标定结果进行坐标转换并获得夹取坐标；

S33：根据夹取坐标控制钢轨推送装置抓取钢轨。

进一步地，所述步骤S5、步骤S7和步骤S10中，对端部特征点进行判断时包括步骤：

根据第一端部特征点/第二端部特征点进行相机标定；

根据相机标定结果进行坐标转换并获得端部坐标；

在判断满足时生成相应信号。

进一步地，所述相机标定中：