一种用于轨道安全检测的精准定位装置的制作方法

本实用新型涉及轨道安全检测领域，尤其是涉及一种用于轨道安全检测的精准定位装置。

背景技术：

轨道检测车的主要作用是检测轨道的安全状况，包括：钢轨状态是否平顺，扣件状态是否缺失或松动。定位异常检测点：判断轨道检测车检测装置的数据是否异常，即是否在各个数据的标准范围内。定位异常扣件所在的轨枕：对异常扣件进行及时维修的前提是精准确认异常扣件所在的轨枕位置，或更进一步，在钢轨上精准定位到那个异常扣件。

现有的轨道安全检测有许多方法，主要依赖于安装在轨道检测车上的里程计或定位器。里程计的工作流程具体为：通过预设，设置每隔一定的轨枕个数作为一个检测点，检测当前的里程数。但是并不是对每一个轨枕进行定位。因此，当数据处理后，发现轨道检测车的数据异常点，并不能立即精准定位到异常扣件所在的轨枕定位点，更不能精准定位到异常扣件。因此该定位方法，效率低，花费时间长，不能满足轨枕的精准定位，也不能满足异常扣件的精准定位和轨枕上异常扣件及时维修作业。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于轨道安全检测的精准定位装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于轨道安全检测的精准定位装置，该装置包括：

枕轨信息编码结构：由分别嵌设在每条枕轨一端的多个二维码块构成，该二维码块按照轨枕定位号的排列顺序编码；

信息检测结构：为一在钢轨上运动的轨道检测车，该轨道检测车的横梁上设有图像采集装置、加速度传感器和处理器，所述的图像采集装置的图像采集范围覆盖钢轨、扣件和二维码块；

辅助定位结构：包括安装在每500条轨枕上的gps定位单元；

定位轨枕结构：包括设置在二维码块上的警示器以及多个远程遥控器。

所述的图像采集装置为工业ccd相机，轨道检测车上分别设有两个工业ccd相机，每个工业ccd相机与钢轨所在位置正对。

所述的二维码块包括耐蚀合金底座以及雕刻在耐蚀合金底座上的含有轨枕定位信息的二维码以及警示器。

所述的警示器安装在耐蚀合金底座的上部。

所述的耐蚀合金底座上表面设有一块和耐蚀合金底座大小相同、厚度为3mm的玻璃板，所述的耐蚀合金底座和玻璃板通过两个对角孔和螺栓固定在枕轨上。

所述的警示器包括第一pcb电路板以及分别设置在第一pcb电路板上的电源模块、第一wifi模块、第一数据处理器、led红灯和扬声器，所述的数据处理器分别与电源模块、第一wifi模块、led红灯和扬声器连接。

所述的gps定位单元包括第二pcb电路板以及设置在第二pcb电路板上的电源模块、第一gps模块、第二wifi模块和第二数据处理器，所述的电源模块、第一gps模块、第二wifi模块分别与第二数据处理器连接。

所述的远程遥控器包括第三pcb电路板以及设置在第三pcb电路板上电源模块、第三wifi模块、显示屏、键盘、第三数据处理器和第二gps模块，所述的第三数据处理器分别与电源模块、第三wifi模块、显示屏、键盘和第二gps模块连接，所述的第三wifi模块分别与第一wifi模块和第二wifi模块通信。

所述的第一wifi模块、第二wifi模块和第三wifi模块的型号均为esp8266，所述的第一数据处理器、第二数据处理器和第三数据处理器的型号均为at89s52，所述的第一gps模块和第二gps模块型号为ubloxlea-4a。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

一、三重定位：本实用新型通过500条枕轨上的gps定位单元进行初步定位，再根据二维码块上的二维码进行精确定位，同时还能将定位信息显示在地图上进行警报。

二、避免腐蚀：本实用新型将一块和底座大小相同的3mm的透明塑料板安装在底座上方，作为二次防护，避免因二维码腐蚀而造成精准定位失效，同时采用对角螺栓固定，防止松动。

三、实时便捷：本实用新型利用图像处理技术判断采集数据图的扣件状态，此结果可及时传达给维修作业人员，准备好相应的工具和需替换的扣件，提高维修作业效率和便捷性。

附图说明

图1为本实用新型技术方案的总流程图。

图2为本实用新型的相机、二维码和扣件的相对位置的结构示意图。

图3为本实用新型的轨枕扣件的剖面示意图。

图4为本实用新型的二维码模块图。

图5为本实用新型的警示器原理图。

图6为本实用新型的gps定位单元原理图。

图7为本实用新型的远程遥控器原理图。

其中：1、轨枕，2、二维码块，3、扣件，4、钢轨，5、相机采集数据的辐射范围，6、工业ccd相机，7、轨道检测车，8、gps定位单元，9、警示器，201、孔，202、玻璃板，203、含有轨枕定位信息的二维码，204、耐蚀合金底座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例：

结合图1的实用新型的流程图，说明图2、图3和图4部分装置的作用。本实用新型实施例包括安装在每个轨枕一侧的二维码块2，工业ccd相机6为图像采集装置，轨道检测车7在钢轨4上自由平稳移动。二维码块2在安装前，对其上的二维码进行编码，使得每个二维码对应唯一轨枕1。工业ccd相机6在正式采集图像数据前，调整其高度和位置，同时设置并测试每毫秒图像采集的数量，以便采集的图像包含所需的元件：钢轨两侧的扣件3和二维码块2，见图2的相机采集数据的辐射范围5，至此，准备工作完成。

轨道检测车7在一段钢轨4上自由平稳快速移动，一边由轨道检测车7自带的检测装置进行测量，可获得高低、水平、车体水平振动加速度、垂向加速度等检测数据，判断检测数据是否在标准范围内，若不在标准范围内，则认为出现异常数据，即为可能的扣件缺陷点，记录当前发生异常数据的时间点，命名发生异常时间点a；同时，工业ccd相机6进行图像采集，左侧的相机可获得带二维码块的左侧钢轨扣件图，右侧的相机可获得右侧钢轨扣件图，两侧的工业ccd相机6记录采集数据的时间点，命名采集数据时间点b。

结合多数据融合诊断技术，将检测装置的发生异常时间点a和图像采集装置的采集数据时间点b融合。根据发生异常时间点a,一一对应采集数据时间点b，进而将发生异常时间点a与对应工业ccd相机6的采集数据图像相匹配。具体来说，将异常时间点a对应左侧相机相匹配的带二维码的钢轨扣件图和右侧相机的不带二维码钢轨扣件图。首先对左侧相机的带二维码的钢轨扣件图进行图像处理，读取二维码编码内容，获得发生异常时间点a的轨枕定位号，记录此轨枕定位号，实现对轨枕的位置跟踪；同时判断并记录此图像的钢轨两侧的扣件状态，缺失、松动、正常或其他，实现对扣件状态的跟踪。对右侧相机的钢轨扣件图进行同样的图像处理，判断并记录此图像的钢轨两侧的扣件状态，缺失、松动、正常或其他，实现对扣件状态的跟踪。

将记录的轨枕定位号和两条钢轨的两侧的扣件状态传达给维修作业人员，作业人员利用远程控制器快速定位有缺陷的扣件所在的轨枕。

本例中利用三种方式对异常检测数据进行精准定位。第一种方式缩小定位范围，每隔500条轨枕，在其后的轨枕上安装辅助定位结构——gps定位单元，作用是将异常检测数据定位缩小到在整条钢轨的一定范围内，将定位范围由整条钢轨缩小到500条轨枕。

第二种方式确定异常数据的轨枕定位号，本实用新型在轨枕上安装二维码块2，采用耐蚀合金底座，有效保护二维码，防腐蚀，同时将一块和底座大小相同的3mm的透明塑料板安装在底座上方，作为二次防护，避免因二维码腐蚀而造成精准定位失败；采用对角螺栓固定，节约成本。二维码块2的作用是对每个轨枕精准定位，有效地消除了传统的轨检车只能将轨检车的异常检测数据定位在较大范围，且传统的轨检车数据分析有较大的滞后性，不能进行精准定位的同时，也无法快捷有效地找到轨检车检测到的异常信号位置，增加了维修作业的范围，延长了维修作业的时间。本实用新型还利用图像处理技术判断采集数据图的扣件状态，此结果可及时传达给维修作业人员，准备好相应的工具和需替换的扣件，提高维修作业效率和便捷性。

第三种方式直接通过远程遥控器和数据无线传输找到异常数据所在轨枕，二维码块上设有警示器9，与其配套的可以是多个远程控制器。此远程控制器的作用是当利用图像处理技术上识别出异常扣件的轨枕位置时，可以将这个轨枕定位号通过键盘输入到远程控制器中，并通过wifi传输数据到每个二维码块和gps定位单元，则对应两个gps的定位将显示在远程遥控器的显示地图上，且此远程遥控器的位置，也出现在地图上，便于工作人员大致定位异常数据。当工作人员到达异常数据的大致位置时，再将轨枕定位号输入到远程控制器中，则这个轨枕定位号所对应的二维码块上的警示器9，将会发出信号即发出强红光和发出提示音，时间持续60秒，这有利于作业人员精准定位异常扣件的轨枕位置，更进一步提高维修作业效率和便捷性。

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