×
10.04.2019
219.017.0365

ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля железнодорожного пути, в частности для определения отклонения железнодорожного пути от проектного положения. Оптико-электронная система для контроля пространственного положения железнодорожного пути включает, по меньшей мере, один источник излучения, измерительную тележку, установленную на рельсовом пути, на которой расположены блок обработки и фотоприемный блок, оптически связанный с источником излучения. Источник излучения выполнен с возможностью его установки на конструкциях, вынесенных за пределы рельсового пути и расположенных по ходу движения измерительной тележки. Фотоприемный блок содержит две приемно-анализирующие системы, датчик угла наклона фотоприемного блока, модуль управления, выход которого соединен со входом блока обработки, другой вход которого соединен с выходом датчика угла наклона фотоприемного блока, и индикатор прохождения измерительной тележкой источника излучения, выход которого соединен со входом модуля управления. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности измерения пространственного положения железнодорожного пути и возможности обеспечения контроля проектного положения рельсового пути одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях - в продольном профиле и в плане. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля железнодорожного пути, в частности для определения отклонения железнодорожного пути от проектного положения.

Известно устройство для контроля пространственного положения железнодорожного пути (US 5613442 A, опубл. 25.03.1997, E01B 33/00). Устройство включает в себя источник излучения, расположенный на измерительной тележке, фотоприемный блок и датчик наклона, расположенные на путевой машине, и блок обработки. Измерение проводится следующим образом. Сначала выставляется оптический отсчетный луч между источником излучения на измерительной тележке и фотоприемным блоком на путевой машине, разделенными измеряемым участком пути. По мере движения путевой машины навстречу измерительной тележке происходит непрерывное считывание точки падения луча на фоточувствительную площадку позиционно-чувствительного приемника. По совокупности данных от позиционно-чувствительного приемника и датчика наклона блок обработки рассчитывает текущие координаты железнодорожного полотна, необходимые для выправки пути.

Недостатком устройства является низкая точность измерений из-за необходимости обеспечения точности выставления излучателя на измерительной тележке и невозможности привязки задаваемой системы координат к геодезической привязке проектного положения железнодорожного пути при непрерывном движении машины.

Известна также оптико-электронная система для контроля пространственного положения железнодорожного пути (RU 2256575, опубл. 04.11.2003, B61K 9/08) - прототип, включающая источник излучения, измерительную тележку, установленную на рельсовом пути, на которой расположены блок обработки и фотоприемный блок, оптически связанный с источником излучения. При этом источник излучения, представляющий собой светодиод, установлен на первой по ходу движения измерительной тележке, связанной со второй измерительной тележкой как кинематически, так и оптическим измерительным каналом. Фотоприемный блок, установленный на второй по ходу движения измерительной тележке, состоит из оптической приемно-анализирующей системы, включающей в себя объектив и позиционно-чувствительный приемник оптического излучения, установленный в плоскости анализа изображения светодиода, и электронного устройства определения координат энергетического центра оптического изображения. Последнее устройство подключено к позиционно-чувствительному приемнику оптического излучения. Визирная ось фотоприемного блока расположена номинально параллельно базовому рельсу. Для измерения углов наклона тележек на них установлены датчики уровня. Для "привязки" результатов измерений к пройденному пути, то есть для обеспечения сопоставимости результатов измерений пикетажу, на второй тележке также расположен инкрементный датчик пройденного пути (одометр). Информацию о смещении источника излучения относительно визирной оси фотоприемного блока, а также данные о пройденном тележками расстоянии обрабатывают в блоке обработки, осуществляющем алгоритмическую обработку информации.

Недостатками известного устройства являются наличие нескольких измерительных тележек и низкая точность измерения из-за невозможности измерений положения пути относительно его проектного положения, поскольку используется относительный метод измерения координат положения железнодорожного пути, который базируется на формировании измерительной базы относительно перемещающихся измерительных тележек.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности измерения пространственного положения железнодорожного пути и возможности обеспечения контроля проектного положения рельсового пути одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях - в продольном профиле и в плане.

Указанный технический результат достигается тем, что в оптико-электронной системе (ОЭС) для контроля пространственного положения железнодорожного пути, включающей, по меньшей мере, один источник излучения, измерительную тележку, установленную на рельсовом пути, на которой расположены блок обработки и фотоприемный блок, оптически связанный с источником излучения, источник излучения выполнен с возможностью его установки на конструкциях, вынесенных за пределы рельсового пути и расположенных по ходу движения измерительной тележки, при этом фотоприемный блок содержит две приемно-анализирующие системы, датчик угла наклона фотоприемного блока, модуль управления, выход которого соединен со входом блока обработки, другой вход которого соединен с выходом датчика угла наклона фотоприемного блока, и индикатор прохождения измерительной тележкой источника излучения, выход которого соединен со входом модуля управления.

При этом источник излучения может быть выполнен в виде реперной марки, содержащей светодиод, отражатель и источник питания.

В качестве конструкций для установки источника излучения могут быть использованы опоры контактной сети.

Каждая приемно-анализирующая система может включать объектив и позиционно-чувствительный приемник оптического излучения, установленный в плоскости анализа изображения источника излучения и выход которого соединен с входом блока обработки.

Индикатор может быть выполнен в виде лазерного датчика положения фотоприемного блока.

В качестве датчика угла наклона фотоприемного блока может быть использован инклинометр.

Оптико-электронная система может включать более одного источника излучения.

Вынесение источника излучения за пределы железнодорожного пути и «привязка» его положения к проектному положению пути, определенного в абсолютной геодезической измерительной сети (т.е. не зависящей от текущего положения пути), а также выполнение фотоприемного блока, содержащего две приемно-анализирующие системы, датчик угла наклона фотоприемного блока, модуль управления, индикатор прохождения измерительной тележкой источника излучения, и связь конструктивных элементов фотоприемного блока с блоком обработки позволяют устранить ошибку определения пространственного положения пути в процессе движения фотоприемного блока на тележке вдоль полотна, что соответственно повышает точность измерения.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена общая схема расположения элементов устройства, на фиг.2 - принципиальная схема измерений.

Оптико-электронная система для контроля пространственного положения железнодорожного пути (фиг.1) включает три функциональных блока: фотоприемный блок 1, источник излучения, выполненный, например, в виде реперной марки 2, и блок обработки 3. Реперная марка 2 закрепляется на конструкциях, вынесенных за пределы рельсового пути, например на опорах контактной сети 4 или других конструкциях, расположенных вдоль железнодорожного пути по ходу движения машины и геодезические координаты которых определены. Реперная марка 2 может содержать отражатель 5, излучатель, например светодиод 6 гальванического типа, расположенный в плоскости отражателя 5, и источник питания 7 излучателя. Реперная марка 2 связана оптически с фотоприемным блоком 1, расположенным вместе с блоком обработки 3 на измерительной тележке 8, которая установлена на рельсовом пути 9. Фотоприемный блок 1 (стереоскопического типа) состоит из двух оптических приемно-анализирующих систем 10 и 11, служащих для приема оптического изображения от светодиода 6 и дальнейшего его преобразования в цифровые электрические сигналы; индикатора 12, служащего для определения момента прохождения измерительной тележкой 8 реперной марки 2, модуля управления 13, вырабатывающего в момент прохождения измерительной тележкой 8 реперной марки 2 управляющий сигнал, по которому оптические приемно-анализирующие системы 10 и 11 захватывают изображения светодиода 6 реперной марки 2 и преобразуют его в цифровые электрические сигналы; и датчика 14 угла наклона фотоприемного блока 1. Каждая из оптических приемно-анализирующих систем 10 и 11 включает объектив 15 и 16 (для верхней и нижней камер соответственно) и позиционно-чувствительный приемник оптического излучения 17 и 18, установленный в плоскости анализа изображения светодиода 6 реперной марки 2. Причем оптические оси этих систем пересекаются в точке максимальной дальности измерения. Выход модуля управления 13 соединен с одним из входов блока обработки 3, другой вход которого соединен с выходом датчика 14 угла наклона фотоприемного блок. Выход индикатора 12 прохождения измерительной тележкой источника излучения соединен со входом модуля управления 13.

Индикатор 12 может быть выполнен, например, в виде лазерного датчика и соединен оптически с отражателем 5 реперной марки 2 и электрически - со входом модуля управления 13. Угол наклона фотоприемного блока 1 контролируется с помощью датчика 14 угла наклона, например с помощью инклинометра.

Совокупные данные от оптических приемно-анализирующих систем 10 и 11, от модуля управления 13 и от датчика 14 угла наклона поступают в блок обработки 3, где в результате их обработки происходит вычисление величин дальности до реперной марки 2 и смещения относительно него, что определяет пространственное положение железнодорожного пути.

На фиг.2 представлена принципиальная схема измерений, реализуемая оптико-электронной системой для контроля пространственного положения железнодорожного пути. В устройстве оптические приемно-анализирующие системы 10 и 11 разнесены в пространстве на расстояние, равное величине базы В=В1+В2, а их оптические оси пересекают ось Oz приборной системы координат в точке максимальной дальности измерения соответственно L01 и L02, при этом образуя углы α1 и α2 с осью Oz. Оптические оси объективов 15 и 16 оптических приемно-анализирующих систем 10 и 11 проходят через точки y'001 и y'002 на поверхностях позиционно-чувствительных приемников оптического излучения 17 и 18 соответственно. Позиционно-чувствительные приемники оптического излучения 17 и 18 расположены на расстояниях a'1 и а'2 от задних узловых точек объективов 15 и 16. После захвата и анализа изображений источника излучения выдаются координаты y'1 и y'2 изображений в системе координат позиционно-чувствительных приемников оптического излучения. По этим координатам вычисляются величины дальности L1 и смещения Y1, определяющие пространственное положение железнодорожного пути.

Устройство для контроля пространственного положения железнодорожного пути работает следующим образом.

В момент прохождения измерительной тележкой 8 реперной марки 2, который определяется индикатором 12 по возвращенному сигналу от отражателя 5, индикатор 12 вырабатывает сигнал захвата кадров оптическими приемно-анализирующими системами 10 и 11. Этот сигнал поступает в блок обработки 3, после чего в модулях памяти каждого измерительного канала сохраняются кадры, поступившие в данный момент от оптических приемно-анализирующих систем 10 и 11 и содержащие изображения источника излучения (реперной марки 2). Определение смещений источника излучения относительно базовой точки приборной системы координат в вертикальном и продольном направлениях выполняется в два этапа. Вначале в блоке обработки 3 вычисляются вертикальные координаты «энергетических центров тяжести» изображений у'1 у'2 в пикселях (фиг.2). Алгоритм определения энергетического центра тяжести является наиболее простым и обеспечивает погрешность 0,1…0,01 размера элемента позиционно-чувствительного приемника оптического излучения. Затем на основании математической модели рассчитываются смещения L1, Y1 относительно базовой точки, определяющие пространственное положение железнодорожного пути по следующим формулам:

,

.

где В1, В2 - базы верхнего и нижнего каналов соответственно;

L01, L02 - точки максимальной дальности измерения для верхнего и нижнего каналов соответственно;

а'1, а'2 - задние отрезки для верхнего и нижнего каналов соответственно;

у'1, у'2 - вертикальные координаты «энергетических центров тяжести» изображений для верхнего и нижнего каналов соответственно;

L1, Y1 - измеряемые величины дальности и смещения.

Для уменьшения систематической погрешности работы системы необходим учет наклона фотоприемного блока 1, который реализуется за счет датчика 14 угла наклона фотоприемного блока 1. В этом случае измеряемые координаты L и Y пересчитываются по следующим конечным формулам:

L=L1 cos φ

Y=Y1-L1 tg φ

где φ - угол наклона фотоприемного блока, равный положению пути по уровню и поступающий от датчика наклона.

Таким образом, заявляемая ОЭС для контроля пространственного положения железнодорожного пути обеспечивает одновременный контроль положения железнодорожного пути относительно реперных меток в двух взаимно перпендикулярных направлениях (в продольном профиле и плане) при непрерывном движении путевой машины с высокой точностью и привязкой измеряемых координат к проектному положению пути.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 161-170 of 436 items.
25.08.2017
№217.015.bcc6

Система отпуска автотормоза газотурбовоза при приведенных в действие автотормозах состава

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам для замедления движения грузовых магистральных и маневровых локомотивов. Система отпуска автотормоза газотурбовоза содержит кран машиниста с электрическим контроллером и воздухораспределитель с запасным резервуаром,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616208
Дата охранного документа: 13.04.2017
25.08.2017
№217.015.bcc8

Устройство для считывания и анализа показаний локомотивного светофора или блока индикации локомотивного и комплекс для автоматизированной проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для проверки бортовой аппаратуры локомотивов. Техническое решение включает программируемый генератор тестовых сигналов, блок управления, блок согласования, подключенный к рельсовой цепи, бортовую аппаратуру приема...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616207
Дата охранного документа: 13.04.2017
25.08.2017
№217.015.bd6a

Стационарное устройство с фиксированным размещением для определения нахождения подвижного состава на ограниченном электрифицированном участке железнодорожного пути

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для определения местоположения подвижного составаТехническое решение содержит передающее и приемное устройства. Причем передающее устройство включает блок формирования сигналов, источник питания, задающий генератор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616228
Дата охранного документа: 13.04.2017
26.08.2017
№217.015.d42b

Способ восстановления движения поездов на участке железной дороги с использованием мобильного комплекса микропроцессорной системы управления стрелками и светофорами

Изобретение относится к области средств временного восстановления движения поездов на участке железной дороги и может быть использовано в случаях повреждений стационарных постов централизации или во время проведения восстановительных работ. Способ включает монтаж мобильного комплекса системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622316
Дата охранного документа: 14.06.2017
26.08.2017
№217.015.d515

Тяговый электропривод транспортного средства

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Тяговый электропривод транспортного средства содержит тепловой двигатель, тяговый генератор переменного тока, подключенный своей трехфазной обмоткой к входу силового выпрямителя. Выход выпрямителя подключен через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622320
Дата охранного документа: 14.06.2017
26.08.2017
№217.015.d7a8

Способ управления качеством перевозочного процесса на железнодорожном транспорте

Изобретение относится к области логистики на железнодорожном транспорте для управления качеством перевозочного процесса. В способе на основе статистических данных за исследуемый период эксплуатации анализируют нарушения перевозочного процесса для каждого участка дороги, определяют вид нарушения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622523
Дата охранного документа: 16.06.2017
26.08.2017
№217.015.d7b9

Система управления маневровыми локомотивами

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. Система содержит размещенное на каждом маневровом локомотиве бортовое устройство маневровой автоматической сигнализации, установленные на станции управляющий вычислительный комплекс маневровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622524
Дата охранного документа: 16.06.2017
26.08.2017
№217.015.d862

Мобильный комплекс микропроцессорной системы управления стрелками и светофорами участка железной дороги

Изобретение относится к области средств временного восстановления движения поездов на участке железной дороги для оперативного восстановления движения. Мобильный комплекс включает в себя два связанных между собой управляющих компьютера централизации, в каждый из которых входит три процессорных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622522
Дата охранного документа: 16.06.2017
26.08.2017
№217.015.d9ce

Способ измерения трёх компонентов нагрузки в сечении рельса при контактном взаимодействии с колесом железнодорожного подвижного состава

Изобретение относится к метрологии и предназначено для одновременного измерения и регистрации трех компонентов суммарной нагрузки - вертикальной силы, боковой силы и опрокидывающего момента, действующих в выбранном поперечном сечении рельса при его контактном взаимодействии с колесом подвижного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623665
Дата охранного документа: 28.06.2017
26.08.2017
№217.015.da06

Способ регулирования напряжения системы газовая турбина - генератор для обеспечения питания вспомогательных электрических приводов транспортного средства

Изобретение относится к подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств с электротягой. Способ регулирования напряжения системы газовая турбина - генератор для обеспечения питания вспомогательных электрических приводов транспортного средства заключается в том, что в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623643
Дата охранного документа: 28.06.2017
Showing 21-27 of 27 items.
11.03.2019
№219.016.dbb9

Оптико-электронная система для контроля пространственного положения железнодорожного пути

Оптико-электронная система для контроля пространственного положения железнодорожного пути относится к контрольно-измерительной технике. Система содержит источник излучения (2) и расположенные на измерительной тележке (9), устанавливаемой на железнодорожном пути (10), блок обработки сигналов (3)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002424932
Дата охранного документа: 27.07.2011
20.03.2019
№219.016.e93d

Выправочно-подбивочно-рихтовочная машина для выправки и контроля железнодорожного пути и оптико-электронная система выправочно-подбивочно-рихтовочной машины

Группа изобретений относится к области железнодорожного транспорта, а именно к выправке и контролю железнодорожного пути при его ремонте. Выправочно-подбивочно-рихтовочная машина содержит раму, опирающуюся на ходовые тележки, шпалоподбивочное устройство и подъемно-рихтовочное устройство,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002443826
Дата охранного документа: 27.02.2012
09.05.2019
№219.017.50a8

Способ цветовой классификации объектов и оптико-электронное устройство для его реализации

Контролируемые объекты размещают в зоне анализа, оптически сопряженной с источником излучения и фотоприемным модулем. Формируют цветное изображение каждого из объектов контроля и преобразуют совокупное цветное изображение в электрический сигнал. Полученный сигнал преобразуют из аналоговой формы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002468345
Дата охранного документа: 27.11.2012
29.05.2019
№219.017.6852

Способ измерения линейного смещения объекта и устройство для его осуществления

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Способ включает формирование облученности в виде квазиточечных пятен рассеяния в плоскости изображения двух излучателей, преобразование оптического сигнала в электрический, измерение координат пятен рассеяния и определение величины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456542
Дата охранного документа: 20.07.2012
19.06.2019
№219.017.899a

Устройство для контроля поворота объекта

Устройство содержит формирователь излучения, включающий объектив и расположенную в его фокальной плоскости светящуюся марку, скрепляемый с контролируемым объектом уголковый отражатель, три двугранные угла которого выполнены с заведомо заданными отступлениями от 90°, регистрирующее устройство,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471148
Дата охранного документа: 27.12.2012
19.06.2019
№219.017.8b35

Устройство для ручной кладки кирпича

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для ручной кладки стен из кирпича и блоков при сооружении зданий любого назначения. Устройство для ручной кладки кирпича содержит платформу с рукояткой, на которой смонтированы причальное оптическое приспособление, силовое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002444597
Дата охранного документа: 10.03.2012
06.12.2019
№219.017.ea5d

Установка для смешивания и диспергирования различных компонентов в жидких средах

Изобретение относится к области изготовления устойчивых дисперсий и эмульсий, применяемых в различных областях, в частности в строительстве, машиностроении, пищевой, медицинской и химической промышленности. Установка для смешивания и диспергирования различных компонентов в жидких средах путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708050
Дата охранного документа: 03.12.2019
+ добавить свой РИД