一种铁路货运列车超限检测系统的制作方法

1.本实用新型属于铁路运输技术领域，尤其涉及一种铁路货运列车超限检测系统。

背景技术：

2.铁路行车安全是铁路运输工作的重中之重，影响行车安全的重要因素之一是货车状态运输状态。在货车装载运输过程中需要防止超重、偏重、集重、超限、货物脱落、篷布脱落、车门开放等情况，对货物装载运输状态的有效控制成为保障行车安全最重要的核心之一。
3.铁路货物装载的高度和宽度在一般情况下不得超过车辆限界和特定区段装载限界。但随着需要铁路运输的大件货物日益增加，如桥梁、钻探机、吊机等，可能都需要突破机车测量限界，例如车辆限界与建筑接近限界之间存在的间隙，在采取安全措施的前提下，一部分大件货物是可以通过铁路运输的。根据超限程度，超限货物分为一级超限、二级超限和超级超限三个等级。
4.现有技术中对于超限货物的检测通常是采用单点激光超限检测或者结构激光超限检测，前者存在的问题是误报率高，后者存在的问题是无法定位具体的超限位置。

技术实现要素：

5.针对现有技术中采用单点激光超限检测的误报率高，而采用结构激光超限检测无法定位具体的超限位置的问题，本实用新型设计并提供一种铁路货运列车超限检测系统。
6.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：
7.铁路货运列车超限检测系统，包括：检测系统主体，其包括第一侧连接架体和第二侧连接架体，所述第一侧连接架体和第二侧连接架体的上方设置有上连接架体，所述第一侧连接架体、第二侧连接架体和上连接架体共同围成检测通道，所述检测通道构造为允许装载货物的机车车辆沿平直线路或曲线线路运行或者停留；第一检测单元，其包括第一激光雷达，所述第一激光雷达可调节地设置于所述第一侧连接架体上，其配置为采集从所述检测通道通过或停留于所述检测通道中的装载货物的机车车辆的第一装载状态图像；第二检测单元，其包括第二激光雷达，所述第二激光雷达可调节地设置于所述第二侧连接架体上，其配置为采集从所述检测通道通过或停留于所述检测通道中的装载货物的机车车辆的第二装载状态图像；和处理单元，所述处理单元包括至少一个控制器，所述处理单元与所述第一检测单元和第二检测单元通信连接，所述处理单元设置于所述检测通道外侧且邻近所述检测系统主体设置。
8.进一步的，所述第一检测单元还包括：第一调节装置，其固定设置于所述第一侧连接架体上，其配置为调节所述第一激光雷达的图像采集姿态；所述第二检测单元还包括：第二调节装置，其固定设置于所述第二侧连接架体上，其配置为调节所述第二激光雷达的图像采集姿态；所述第一调节装置和第二调节装置相互独立工作。
9.进一步的，所述第一检测单元还包括：第一底盘，所述第一激光雷达安装于所述第
一底盘上，所述第一底盘上设置有沿背离所述第一激光雷达方向延伸的若干第一调节螺杆；所述第一调节装置包括：第一安装支座，所述第一安装支座跨设于所述第一侧连接架体上，所述第一安装支座上开设有若干与所述第一调节螺杆对应设置的第一调节通孔；所述第一调节螺杆可在第一调节通孔中移动使所述第一底盘带动所述第一激光雷达旋转至目标位置以保持图像采集姿态。
10.进一步的，所述第一激光雷达通过第一悬臂可调节地设置于所述第一底盘上。
11.进一步的，若干所述第一调节通孔呈中心对称分布，任意所述第一调节通孔均为弧形通孔。
12.进一步的，所述第二检测单元还包括：第二底盘，所述第二激光雷达安装于所述第二底盘上，所述第二底盘上设置有沿背离所述第二激光雷达方向延伸的若干第二调节螺杆；所述第二调节装置包括：第二安装支座，所述第二安装支座跨设于所述第二侧连接架体上，所述第二安装支座上开设有若干与所述第二调节螺杆对应设置的第二调节通孔；所述第二调节螺杆可在第二调节通孔中移动使所述第二底盘带动所述第二激光雷达旋转至目标位置以保持图像采集姿态。
13.进一步的，所述第二激光雷达通过第二悬臂可调节地设置于所述第二底盘上。
14.进一步的，若干所述第二调节通孔呈中心对称分布，任意所述第二调节通孔均为弧形通孔。
15.进一步的，所述处理单元与货检系统通信连接。
16.进一步的，所述处理单元接收所述货检系统输出的机车车辆接近信号，生成并输出第一驱动信号至所述第一检测单元驱动所述第一检测单元开始工作，和/或生成并输出第二驱动信号至所述第二检测单元驱动所述第二检测单元开始工作。
17.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：
18.本实用新型通过检测系统主体、第一检测单元和第二检测单元的配合，在机车车辆外侧形成至少两个不同的检测点，通过第一激光雷达和第二激光雷达同时采集沿平直线路、曲线线路或者停留在检测通道中的机车车辆的装载状态图像；两组装载状态图像可以提高后续超限判定的精度，降低误报率，且可以准确定位具体超限位置。
19.结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型一些实施方式所提供的铁路货运列车超限检测系统的结构示意图；
22.图2为图1中a处的局部放大示意图；
23.图3为图1中b处的局部放大示意图；
24.图4为图1的侧视图；
25.图5为图4中c处的局部放大示意图；
26.图6为图4中d处的局部放大示意图。
具体实施方式
27.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。
28.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.针对现有技术中采用单点激光超限检测的误报率高，而采用结构激光超限检测无法定位具体的超限位置的问题，本技术设计并提供一种铁路货运列车超限检测系统。参见图1至图6，铁路货运列车超限检测系统主要由检测系统主体10、第一检测单元18、第二检测单元26和处理单元42等部分组成。
30.如图所示，在本技术的一些实施方式中，检测系统主体10包括第一侧连接架体12、第二侧连接架体14和上连接架体16；其中第一侧连接架体12和第二侧连接架体14设置于地面之上，第一侧连接架体12和第二侧连接架体14与地面之间可以通过常用的土建基础结构固定（例如混凝土基础），土建基础结构不是本技术所保护的重点，在此不再进行进一步介绍。第一侧连接架体12和第二侧连接架体14下方也可以设置滑轮或者滑轨，即配置为是可以移动的。上连接架体16设置在第一侧连接架体12和第二侧连接架体14的上方，第一侧连接架体12、第二侧连接架体14和上连接架体16共同围成检测通道100，以模拟建筑限界。检测通道100构造为允许装载货物的机车车辆（例如由机车牵引或推送的铁路机车车辆）沿平直线路或曲线线路运行或停留。在本技术的一些实施方式中，检测通道100中设置有具有平直线路或曲线线路的轨道，或者并行设置的平直线路和曲线线路的轨道。在本技术的另一些实施方式中，检测通道100还允许装载货物并向机车进行装载作业或者卸载作业的agv沿平直线路或者曲线线路运行或停留；与之适配的，检测通道100中埋设有金属线、磁带或者磁钉，用以引导agv。第一侧连接架体12、第二侧连接架体14和上连接架体16可以是钢结构的，例如可以由q235、q345或者16mn等合金钢建造。
31.第一侧连接架体12上设置有第一检测单元18。第一检测单元18的主体由第一激光雷达20构成。第一激光雷达20可调节地设置于第一侧连接架体12上，第一激光雷达20配置为采集从检测通道100通过或者停留于检测通道100中的装载货物的机车车辆的第一装载状态图像。第二侧连接架体14上设置有第二检测单元26。第二检测单元26的主体由第二激光雷达28构成。第二激光雷达28可调节地设置于第二侧连接架体14上，第二激光雷达28配置为采集从检测通道100通过或者停留于检测通道100中的装载货物的机车车辆的第二装载状态图像。在本技术中，第一装载状态图像和第二装载状态图像均为三维激光点云。更具体地说，第一激光雷达20和第二激光雷达28均集成有激光探测和测距功能，是利用光波进行测量的主动探测设备。第一激光雷达20和第二激光雷达28通过接收自身发出的信号回波来进行测量，例如通过测量激光脉冲从发出、经障碍物（在本技术中即为机车车辆和机车车
辆所装载的货物）反射、到被自身接收所经历的时间，来计算障碍物的距离，多个回波返回到第一激光雷达20和第二激光雷达28时即可以得到三维激光点云。生成三维激光点云是市售激光雷达的既有功能（激光雷达可直接输出三维激光点云文件），不是本技术的重点，在此不再进一步介绍。
32.在检测通道100外侧，邻近检测系统主体10的位置设置有处理单元42。处理单元42包括至少一个控制器（优选为mcu），处理单元42与第一检测单元18和第二检测单元26通信连接，以接收自第一激光雷达20和第二激光雷达28输出的三维激光点云。在本技术的一些可选的实施方式中，控制器与第一激光雷达20和第二激光雷达28通过线缆46连接，设置在套管44中的线缆46埋设在土建基础中。
33.本技术通过检测系统主体10、第一检测单元18和第二检测单元26的配合，在机车车辆外侧形成至少两个不同的检测点，通过第一激光雷达20和第二激光雷达28同时采集沿平直线路、曲线线路或者停留在检测通道100中的机车车辆的装载状态图像；两组装载状态图像可以提高后续超限判定的精度，降低误报率，且可以准确定位具体超限位置。
34.在本技术的一些可选的实施方式中，本技术所提供的铁路货运列车超限检测系统可以配置在货场、港口、大型工厂等配置有机车车辆的场所，以在模拟运行状态下检测超限运输，超限位置和超限等级。
35.在本技术的另一些可选的实施方式中，本技术所提供的铁路货运列车超限检测系统也可以配置在货运铁路线路上执行超限检测，在本实施方式中，处理单元42与铁路部门的货检系统（未图示）通信连接（例如通过设置在处理单元42中的千兆交换机）。货检系统配置为可精确获取货运列车的运行时刻、每节车的车位信息和车辆图像。处理单元42接收货检系统输出的机车车辆接近信号（例如时钟信号或者接近传感器生成的检测信号），生成并输出第一驱动信号至第一检测单元18驱动第一检测单元18开始工作，和/或生成并输出第二驱动信号至第二检测单元26驱动第二检测单元26开始工作。这种方式可以降低铁路货运列车超限检测系统的整体功耗，尤其是在现场无法实现连续供电的条件下，这种方式可以延长蓄电池供电或太阳能供电的第一检测单元18和第二检测单元26的使用周期，降低维护频率。
36.货检系统同时也可以接收处理单元42输出的第一装载状态图像和第二装载状态图像，并结合本身的车辆图像，实现精确超限位置的检测，使得货运列车可以保持在与超限状态对应的时速运行，提高安全性。
37.在本技术的一些可选的实施方式中，第一检测单元18包括第一调节装置。第一调节装置固定设置于第一侧连接架体12上，其配置为调节第一激光雷达20的图像采集姿态。与之对应的，第二检测单元26还包括第二调节装置。第二调节装置固定设置于第二侧连接架体14上，其配置为调节第二激光雷达28的图像采集姿态。第一调节装置和第二调节装置相互独立工作，即第一激光雷达20的图像采集姿态和第二激光雷达28的图像采集姿态不相关，以提供不同的视角，准确检测机车车辆两侧的任何超限部位。
38.为调节第一激光雷达20的图像采集姿态，在本技术的一些可选的实施方式中，第一检测单元18包括第一底盘22。第一激光雷达20安装于第一底盘22上，第一底盘22上设置有沿背离第一激光雷达20方向延伸的若干第一调节螺杆34。与之对应的，第一调节装置包括第一安装支座24，第一安装支座24跨设于第一侧连接架体12上。第一安装支座24上开设
有若干与第一调节螺杆34对应设置的第一调节通孔。第一调节螺杆34可在第一调节通孔中移动使第一底盘22带动第一激光雷达20旋转至目标位置以保持理想的图像采集姿态。如图5所示，在优选的实施方式中，四组第一调节通孔呈中心对称分布，任意第一调节通孔均为弧形通孔。
39.在本技术的一些可选的实施方式中，由于超限部位于检测系统主体10模拟的建筑限界之间的距离不一，为实现准确的检测，第一激光雷达20通过第一悬臂48可调节地设置于第一底盘22上。第一悬臂48配置为是可折叠地或可伸缩的，以调节第一激光雷达20与机车车辆之间的间距。
40.为调节第二激光雷达28的图像采集姿态，在本技术的一些可选的实施方式中，第二检测单元26包括第二底盘30。第二激光雷达28安装于第二底盘30上，第二底盘30上设置有沿背离第二激光雷达28方向延伸的若干第二调节螺杆36。与之对应的，第二调节装置包括第二安装支座32，第二安装支座32跨设于第二侧连接架体14上。第二安装支座32上开设有若干与第二调节螺杆36对应设置的第二调节通孔。第二调节螺杆36可在第二调节通孔中移动使第二底盘30带动第二激光雷达28旋转至目标位置以保持理想的图像采集姿态。
41.在本技术的一些可选的实施方式中，由于超限部位于检测系统主体10模拟的建筑限界之间的距离不一，为实现准确的检测，第二激光雷达28通过第二悬臂50可调节地设置于第二底盘30上。第二悬臂50配置为是可折叠地或可伸缩的，以调节第二激光雷达28与机车车辆之间的间距。
42.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.铁路货运列车超限检测系统，其特征在于，包括：检测系统主体，其包括第一侧连接架体和第二侧连接架体，所述第一侧连接架体和第二侧连接架体的上方设置有上连接架体，所述第一侧连接架体、第二侧连接架体和上连接架体共同围成检测通道，所述检测通道构造为允许装载货物的机车车辆沿平直线路或曲线线路运行或者停留；第一检测单元，其包括第一激光雷达，所述第一激光雷达可调节地设置于所述第一侧连接架体上，其配置为采集从所述检测通道通过或停留于所述检测通道中的装载货物的机车车辆的第一装载状态图像；第二检测单元，其包括第二激光雷达，所述第二激光雷达可调节地设置于所述第二侧连接架体上，其配置为采集从所述检测通道通过或停留于所述检测通道中的装载货物的机车车辆的第二装载状态图像；和处理单元，所述处理单元包括至少一个控制器，所述处理单元与所述第一检测单元和第二检测单元通信连接，所述处理单元设置于所述检测通道外侧且邻近所述检测系统主体设置。2.根据权利要求1所述的铁路货运列车超限检测系统，其特征在于，所述第一检测单元还包括：第一调节装置，其固定设置于所述第一侧连接架体上，其配置为调节所述第一激光雷达的图像采集姿态；所述第二检测单元还包括：第二调节装置，其固定设置于所述第二侧连接架体上，其配置为调节所述第二激光雷达的图像采集姿态；所述第一调节装置和第二调节装置相互独立工作。3.根据权利要求2所述的铁路货运列车超限检测系统，其特征在于，所述第一检测单元还包括：第一底盘，所述第一激光雷达安装于所述第一底盘上，所述第一底盘上设置有沿背离所述第一激光雷达方向延伸的若干第一调节螺杆；所述第一调节装置包括：第一安装支座，所述第一安装支座跨设于所述第一侧连接架体上，所述第一安装支座上开设有若干与所述第一调节螺杆对应设置的第一调节通孔；所述第一调节螺杆可在第一调节通孔中移动使所述第一底盘带动所述第一激光雷达旋转至目标位置以保持图像采集姿态。4.根据权利要求3所述的铁路货运列车超限检测系统，其特征在于，所述第一激光雷达通过第一悬臂可调节地设置于所述第一底盘上。5.根据权利要求3所述的铁路货运列车超限检测系统，其特征在于，若干所述第一调节通孔呈中心对称分布，任意所述第一调节通孔均为弧形通孔。6.根据权利要求2所述的铁路货运列车超限检测系统，其特征在于，所述第二检测单元还包括：第二底盘，所述第二激光雷达安装于所述第二底盘上，所述第二底盘上设置有沿背离所述第二激光雷达方向延伸的若干第二调节螺杆；
所述第二调节装置包括：第二安装支座，所述第二安装支座跨设于所述第二侧连接架体上，所述第二安装支座上开设有若干与所述第二调节螺杆对应设置的第二调节通孔；所述第二调节螺杆可在第二调节通孔中移动使所述第二底盘带动所述第二激光雷达旋转至目标位置以保持图像采集姿态。7.根据权利要求6所述的铁路货运列车超限检测系统，其特征在于，所述第二激光雷达通过第二悬臂可调节地设置于所述第二底盘上。8.根据权利要求6所述的铁路货运列车超限检测系统，其特征在于，若干所述第二调节通孔呈中心对称分布，任意所述第二调节通孔均为弧形通孔。9.根据权利要求1所述的铁路货运列车超限检测系统，其特征在于，所述处理单元与货检系统通信连接。10.根据权利要求9所述的铁路货运列车超限检测系统，其特征在于，所述处理单元接收所述货检系统输出的机车车辆接近信号，生成并输出第一驱动信号至所述第一检测单元驱动所述第一检测单元开始工作，和/或生成并输出第二驱动信号至所述第二检测单元驱动所述第二检测单元开始工作。

技术总结

铁路货运列车超限检测系统包括：检测系统主体，其包括第一、第二侧连接架体，其上方设置有上连接架体，第一、第二侧连接架体和上连接架体围成检测通道，检测通道构造为允许装载货物的机车车辆沿平直线路或曲线线路运行或者停留；第一检测单元，其包括第一激光雷达，第一激光雷达可调节地设置于第一侧连接架体上，其配置为采集第一装载状态图像；第二检测单元，其包括第二激光雷达，第二激光雷达可调节地设置于第二侧连接架体上，其配置为采集第二装载状态图像；处理单元，其包括至少一个控制器，处理单元与第一、第二检测单元通信连接，处理单元设置于检测通道外侧且邻近检测系统主体设置。本实用新型有利于提高超限检测的检测精度和定位精度。和定位精度。和定位精度。