一种列车高低速过车精确触发装置及其成像触发方法与流程

本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及一种列车高低速过车精确触发装置及其成像触发方法。

背景技术：

1、在轨道交通领域中，众多检测手段均需要获取列车图像，尤其是在行驶过程中的列车图像更是由于其动态捕捉的困难程度，需要更加精准的拍摄时刻，而为了获取该拍摄时刻，通常采用车轮触发传感器的方式进行触发时刻的计算和判断。

2、目前常用的车轮感应传感器有无源磁钢传感器和电涡流传感器。其中，安装在钢轨上的无源磁钢传感器感应车轮位置的原理是：这种传感器主要由一块永久磁钢和一个线圈组成，磁钢与钢轨之间留有空气间隙。当车轮经过时，气隙被车轮填充，磁阻大大降低，通过线圈的磁通量加大，在线圈内感应出一个电压脉冲。这个电压脉冲的波形电压为一极性相反的脉冲信号，用以检测车轮经过的位置。车速越高，单位时间内磁通量变化越大，感应电动势也越大，同时信号脉冲越窄。传感器有无信号输出，反映了是否有车轮到达。传感器信号正弦波变化输出，反映了是否有车轮到达的位置。而安装在钢轨上的电涡流传感器感应车轮位置的原理是：基于法拉第电磁感应定律和涡流的感应作用。当电涡流传感器靠近一个导体时，传感器会发出一个高频电磁场。这个电磁场会穿透导体，并在导体中产生一个涡流。涡流的大小和形状取决于导体的电导率和电磁场的频率。当导体的形状或位置发生改变时，导体内的涡流也会随之改变，从而导致涡流的电阻发生变化。电涡流传感器通过测量涡流电阻的变化来检测物体的位置、尺寸和形状。在铁路领域，电涡流传感器可以用来检测车轮的位置。

3、然而不同过车速度下，由于采用的传感器内部延时原因，会出现相机拍摄车轮或车体部件位置不一致的问题，此外，停车再启动，也会导致触发信号缺失造成图片信息缺失，使得触发时刻的计算和判断精准度大幅度缩减。

4、综上所述，现有技术存在以下技术问题：单一传感器进行精确位置触发时，无法实现全速度范围的有效覆盖，而采用多传感器时，由于不同的传感器内部延时不同，导致高低速车轮在图像中的位置偏移不相同，相同部件在图像中的位置不同，即图像采集触发位置准确度较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种列车高低速过车精确触发装置及其成像触发方法，旨在解决上述全部或部分技术问题。

2、为解决以上技术问题，本发明的技术方案为提供一种列车高低速过车精确触发装置，包括：沿钢轨排布设置的传感器单元和成像单元组；所述传感器单元用于输出列车车轮触发传感器产生的实时信号，所述成像单元组用于接收所述实时信号，动态调整成像触发时刻，并进行图像采集。

3、作为一种实施方式，所述成像单元组至少包括三个沿钢轨延伸方向垂直设置的成像单元，位于所述钢轨的外侧对称设置有用于进行列车两侧图像采集的第一成像单元和第二成像单元；位于所述钢轨的内侧设置有用于进行列车底部或顶部图像采集的第三成像单元。

4、作为一种实施方式，所述成像单元包括信号处理模块和图像采集模块，所述信号处理模块用于接收所述实时信号，动态调整成像触发时刻，并将成像触发时刻信号同步至所述图像采集模块，以使图像采集模块在所述成像触发时刻进行图像采集。

5、作为一种实施方式，所述传感器单元至少包含有用于检测列车速度的第一测速传感器和第二测速传感器、用于触发列车处于高速时产生实时信号的第一高速触发传感器和第二高速触发传感器、用于触发列车处于低速时产生实时信号的第一低速触发传感器和第二低速触发传感器。

6、作为一种实施方式，所述第一测速传感器、第二测速传感器、第一高速触发传感器、第一低速触发传感器、第二高速触发传感器和第二低速触发传感器在钢轨上的投影沿来车方向顺序排布。

7、作为一种实施方式，所述第一测速传感器和第二测速传感器在钢轨上的投影间隔作为第一距离、所述第一高速触发传感器和第二高速触发传感器在钢轨上的投影间隔作为第二距离、所述第一低速触发传感器和第二低速触发传感器在钢轨上的投影间隔作为第三距离，且所述第二距离和所述第三距离相等。

8、作为一种实施方式，所述第一高速触发传感器与所述第一低速触发传感器在钢轨上的投影间隔作为第四距离，所述第一高速触发传感器与所述成像单元组在钢轨上的投影间隔作为第五距离。

9、作为一种实施方式，所述第二测速传感器与所述第一高速触发传感器在钢轨上的投影间隔作为第六距离。

10、作为一种实施方式，所述第一低速触发传感器和第二低速触发传感器均为电涡流传感器，所述电涡流传感器配置有第一内部延时；所述第一高速触发传感器和第二高速触发传感器均为磁钢传感器，所述磁钢传感器配置有第二内部延时。

11、相应的，本发明还提供一种列车高低速过车成像触发方法，应用于如上述实施方式中任意一项所述的一种列车高低速过车精确触发装置，包括：

12、采集列车车轮触发传感器产生的实时信号，所述传感器包括测速传感器、高速触发传感器和低速触发传感器；

13、基于测速传感器产生的实时信号，对列车的行驶速度是否超过阈值进行判断；

14、若所述行驶速度超过阈值，则启用高速触发传感器，并结合所述高速触发传感器的内部延时，计算速度和触发位置所需的第一延时；

15、若所述行驶速度未超过阈值。则启用低速触发传感器，并结合所述低速触发传感器的内部延时，计算速度和触发位置所需的第二延时；

16、基于所述第一延时或第二延时，输出成像单元触发信号，以使成像单元根据所述成像单元触发信号进行图像采集。

17、本发明的首要改进之处在于：采用本发明有效解决了列车以不同过车速度经过图像采集设备区域时，准确采集某一特定部件的图像，有效控制图像位置偏差，实现了测速准确、利用测速预测触发，精确采集到所需图像。不仅能够实现全速度范围的有效覆盖，还能够保障目标部件在图像中的位置一致性较高。此外，采用本发明的装置结构，能够实现传感器安装位置不仅可以在钢轨内侧还可以在钢轨外侧，使得装置的空间利用率极高。

技术特征：

1.一种列车高低速过车精确触发装置，其特征在于，包括：沿钢轨排布设置的传感器单元和成像单元组；所述传感器单元用于输出列车车轮触发传感器产生的实时信号，所述成像单元组用于接收所述实时信号，动态调整成像触发时刻，并进行图像采集。

2.根据权利要求1所述的一种列车高低速过车精确触发装置，其特征在于，所述成像单元组至少包括三个沿钢轨延伸方向垂直设置的成像单元，位于所述钢轨的外侧对称设置有用于进行列车两侧图像采集的第一成像单元和第二成像单元；位于所述钢轨的内侧设置有用于进行列车底部或顶部图像采集的第三成像单元。

3.根据根据权利要求2所述的一种列车高低速过车精确触发装置，其特征在于，所述成像单元包括信号处理模块和图像采集模块，所述信号处理模块用于接收所述实时信号，动态调整成像触发时刻，并将成像触发时刻信号同步至所述图像采集模块，以使图像采集模块在所述成像触发时刻进行图像采集。

4.根据权利要求3所述的一种列车高低速过车精确触发装置，其特征在于，所述传感器单元至少包含有用于检测列车速度的第一测速传感器和第二测速传感器、用于触发列车处于高速时产生实时信号的第一高速触发传感器和第二高速触发传感器、用于触发列车处于低速时产生实时信号的第一低速触发传感器和第二低速触发传感器。

5.根据权利要求4所述的一种列车高低速过车精确触发装置，其特征在于，所述第一测速传感器、第二测速传感器、第一高速触发传感器、第一低速触发传感器、第二高速触发传感器和第二低速触发传感器在钢轨上的投影沿来车方向顺序排布。

6.根据权利要求5所述的一种列车高低速过车精确触发装置，其特征在于，所述第一测速传感器和第二测速传感器在钢轨上的投影间隔作为第一距离、所述第一高速触发传感器和第二高速触发传感器在钢轨上的投影间隔作为第二距离、所述第一低速触发传感器和第二低速触发传感器在钢轨上的投影间隔作为第三距离，且所述第二距离和所述第三距离相等。

7.根据权利要求6所述的一种列车高低速过车精确触发装置，其特征在于，所述第一高速触发传感器与所述第一低速触发传感器在钢轨上的投影间隔作为第四距离，所述第一高速触发传感器与所述成像单元组在钢轨上的投影间隔作为第五距离。

8.根据权利要求7所述的一种列车高低速过车精确触发装置，其特征在于，所述第二测速传感器与所述第一高速触发传感器在钢轨上的投影间隔作为第六距离。

9.根据权利要求8所述的一种列车高低速过车精确触发装置，其特征在于，所述第一低速触发传感器和第二低速触发传感器均为电涡流传感器，所述电涡流传感器配置有第一内部延时；所述第一高速触发传感器和第二高速触发传感器均为磁钢传感器，所述磁钢传感器配置有第二内部延时。

10.一种列车高低速过车成像触发方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任意一项所述的一种列车高低速过车精确触发装置，包括：

技术总结
本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及一种列车高低速过车精确触发装置及其成像触发方法，该装置包括沿钢轨排布设置的传感器单元和成像单元组；传感器单元用于输出列车车轮触发传感器产生的实时信号，成像单元组用于接收实时信号，动态调整成像触发时刻，并进行图像采集。有效解决了列车以不同过车速度经过图像采集设备区域时，准确采集某一特定部件的图像，有效控制图像位置偏差，实现了测速准确、利用测速预测触发，精确采集到所需图像。不仅能够实现全速度范围的有效覆盖，还能够保障目标部件在图像中的位置一致性较高。此外，采用本发明的装置结构，能够实现传感器安装位置不仅可以在钢轨内侧还可以在钢轨外侧，使得装置的空间利用率极高。

技术研发人员：赵波,张渝,彭建平,黄炜,王小伟,周明涛,章祥,马莉,杨广,周建根
受保护的技术使用者：成都主导软件技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/11