货物列车端部窜出自动检测技术的研究.pdfVIP

铁 道 建 筑 2013年第 7期 RailwayEngineering 143 文章编号 ：1003．1995(2013)07—0143．03 货物列车端部窜出自动检测技术的研究 谢锦妹 ，柴雪松 ，于国丞 ，段培勇 (中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 ，北京 100081) 摘要 ：在铁路货物运输过程 中，货物列车的装载状态是直接影响货物列车运行安全的重要 因素之一，利 用 自动检测系统检查确认货物装载状态，保障货物列车行车安全 已成为 当前运输发展 的趋势。本文介 绍货运超偏载检测仪、货运安全检测 门、货车预检系统等设备在检测货物装载超载、偏载、超限及装载状 态的应用，并提 出基于激光扫描结合图像处理的检测方法，完善 了货运预检 系统的相关检测功能。 关键词 ：端部窜出 激光二维扫描 图像处理 货物列车端部窜出检测 中图分类号 ：U298．1 文献标识码 ：A DOI：10．3969／i．issn．1003．1995．2013．07．45 货物列车端部窜出是指敞车或者平车所装货物超 出车厢端部安全范围或者两节车厢所装货物之间的间 激光 感器2 距过小 。国内有采用光幕测量原理检测端部窜出的报 道 ¨，光幕测量能提供车辆端部 的侧 向投影 ，识别 出 窜出的纵向高度 ，但不能提供窜出物体 的横 向位置和 大小。本文重点介绍利用激光测试技术实现对端部窜 出的检测。通过试验验证 ，该方法可以及时给出具体 窜出部位和体积信息，可以得到完整 的货车端部窜 出 三维轮廓图像。 图1 两个传感器方案检测系统原理示意 1 检测技术及原理 端部窜出检测系统由安装在龙 门架上的多个二维 激光扫描传感器组成，实时对通过列车的纵断面轮廓 尺寸进行测量 。图 1为采用两个激光扫描传感器进行 布局的系统检测原理示 意图。图 2为某 次试验 中，现 场拍摄的端部窜出图片，图片中为运输木材的敞车 ，端 部窜出部位用圆圈标出。 图2 端部窜出实例 引入车辆运行速度等方面信息后 ，可以将 多个连 车钩 以上部分 值映射生成 的顶面俯视图如图3(b) 续 的二维扫描断面连接组成车辆 的三维立体模型 。通 所示 。 过分析车体的数据特征 ，可 以识别出通过测 点的列车 利用图像处理技术对测试数据生成 的侧面图和俯 是敞车还是平车 ，进而判断车辆是否存在端部窜 出。 视图进行识别 ，可以准确判断货运列车是否端部窜出， 在 以钢轨顶面轨道 中心线为原点，垂直于轨道 中心线 以及端部窜出的位置和三维轮廓。但是该方法需要同 的左右钢轨顶面连线为 轴 ，垂直于轨道平面为 Y轴 时处理2节车的数据 ，效率低下，过程繁琐 ，不便于在 的直角坐标系中，坐标系如图 1所示 ，检测数据 Y值映 行车繁忙的正线铁路应用 ，实用价值不高 。下文提 出 射到一个平面生成的侧面图如图3(a)所示 ；检测数据 的检测方法仅根据端部窜 出货物的数据特征 ，对车钩 上部的激光测试数据实时计算分析来识别端部窜 出， 收稿 日期 ：2012—10—15；修 回 日期 ：2013-04-20 可以简化处理过程 ，提高数