用于分析鐵道車輛車輪的系統和方法技術方案

一種分析鐵道車輛車輪的示范性系統和方法有助于允許快速分析車輪，從而減少對手動檢查或其它有關延遲的任何需要。示范性系統可包含一個或多個閃光燈以及一個或多個高速相機，以快速捕捉所述鐵道車輛車輪的圖像。所述圖像可包含一個或多個標記以輔助分析所述鐵道車輛車輪的各種參數。所述示范性系統可包含一個或多個背面照明板，以輔助照明所述鐵道車輛車輪和／或所述一個或多個標記。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術關于一種。更具體地說，本專利技術關于 一種涉及用于測量這些車輪的外形的多個相機和照明的系統和方法。
技術介紹
鐵路的鐵道車輛(例如箱式車、平板車、油罐車、底卸車、敞蓬車皮、用于半拖運車 和/或集裝箱的馱載運載工具、客車等)經受磨損、疲勞等。該鐵道車輛的車輪和貨車的情 況尤其如此。因此，通常有必要或希望隨時檢查該鐵道車輛，且尤其檢查該鐵道車輛的貨車 和車輪，以確保鐵道車輛保持使用起來安全，且不可能在鐵道車輛的當次檢查與下次檢查 之間的這段行程中經歷故障。傳統上，手動執行這些檢查。該手動檢查不僅耗時且昂貴，而且難以確保給定段的 鐵道車輛在任何適當的時間表下接受檢查。因此，如美國專利第6，911，914號、第6，909, 514號、第6，872，945號、第 6，823，242 號、第 6，768，551 號、第 5，793，492 號、第 5，677，533 號、第 5，596，203 號、第 5，448，072號、第5，247，338號、第3，253，140號和第3，206，596號中所陳述，其每一者的 教示以引用的方式并入本文中，在過去的三十年里，已開發出各種系統和方法來自動檢查 鐵路鐵道車輛的各種方面和參數，例如鐵路車輪和軸承溫度、熱軌道車表面、車輪外形等。 按照慣例，這些系統和方法已使用無源傳感器，其在鐵道車輛段經過所述傳感器時，產生1 維、隨時間變化的信號。為了提供額外維度的信息，可沿鐵路軌道或垂直于鐵路軌道布置多 個傳感器。最近，已使用產生鐵路鐵道車輛的各種組件(例如車輪、貨車組合件、鐵道車輛 的車體等)的2維圖像的基于光學的系統來檢查該鐵道車輛。一些基于光學的系統提供基于激光的鐵道車輛車輪外形測量系統。這些系統(通 常安裝在路旁)通常通過將激光線投影到車輪的表面上，且接著用投影到車輪表面上的激 光線捕捉其圖像，而得出車輪外形測量結果。然而，這些已知系統無法實現某些有利特征 (和/或特征組合)。舉例來說，使用這些激光系統獲得的測量結果的準確性高度取決于所述系統的校準。設置和/或校準的甚至微小變化可能無法立刻檢測，從而增加不可靠資料的風險。對 圖像中所捕捉到的對象的視覺審閱或其它手動處理是困難的，因為使用這些系統獲得的任 何圖像主要是針對投影在對象上的激光線，而不是所述對象本身的圖案。因此，任何這種處 理都是困難的、不可靠的且具有減少的值。舉例來說，已知系統通常通過假設而得出某些車 輪參數(例如車輪中空)，因為在這些系統所捕捉的圖像中可能無法清楚地看到車輪參數。這些已知系統通常要求對待測量對象的正確校準。如果正測量的實際對象不同于 被校準的對象，那么有可能出現誤差。另外，鐵道車輛車輪的大小通常會改變。這些變化通常需要內插和/或外推，這可能引入誤差。這些系統的設備通常經受來自經過的鐵道車輛的振動。較大的振動可導致移動，包含激光線與圖像捕捉設備的光學中心之間的相對移動。這些振動和移動可能導致或產生誤差。另外，這些已知系統的意在覆蓋鐵道車輛車輪的母體材料的激光線可能代替地覆 蓋不是所述車輪的一部分的外來材料(例如凸緣上來自潤滑器的潤滑脂等)。因為典型的 處理算法假定激光線僅覆蓋車輪的母體材料，所以外來材料可能負面地影響從這些系統獲 得的任何測量值的準確性和可靠性。這些已知系統的激光還存在潛在的安全危險。雖然這些系統通常包含在發生系統 故障的情況下的保護性措施，但這些保護性措施無法消除激光暴露的風險。將需要提供一種捕捉、測量和/或分析本申請案中所揭示類型的鐵道車輛車輪參 數的系統、方法或類似物，其包含這些或其它有利特征中的任一者或一者以上并不實質上 取決于待測量的系統或對象的詳細校準的系統和/或方法；極少受到不是原始鐵道車輛車 輪的一部分的外來材料影響的系統和/或方法；不利用激光且因此消除暴露于這些激光的 風險的系統和/或方法；以及不需要通過假設來得出車輪參數而是可準確地測量包含車輪 中空在內的完整車輪參數的系統和/或方法。這些捕捉、測量和/或分析鐵道車輛車輪參數的系統和方法將因為多種原因而更 為有利。這些原因包含允許系統或利用這些系統的檢查站定位在有可能以合理的間隔檢查 大部分鐵道車輛的點，例如鐵路停車場的入口或出口，而不必顯著地在實際檢查中涉及鐵 路工作人員。此外，這些系統和方法經設計以快速檢查鐵道車輛。即，所述檢查可在鐵道車 輛以其正常行進速度移動經過檢查站時發生。相反，手動檢查通常要求鐵道車輛停下以允 許鐵路工作人員接近各種組件以進行測量。通過允許鐵道車輛快速移動經過檢查站，檢查 可在不實質上負面影響特定火車的時間表的情況下發生，從而減少檢查成本和運輸貨物的 延遲。另外，這些系統和方法將避免基于激光的系統的若干限制和/或缺點，和/或本質 上比基于激光的系統更安全。
技術實現思路
本專利技術關于一種捕捉、測量和/或分析鐵道車輛車輪參數的系統，其包括第一凸 緣相機，其鄰近第一鐵軌的軌道側而提供，其中所述第一凸緣相機經定位以捕捉第一鐵軌 上方的第一車輪的至少一部分的圖像；第一內側輪緣相機，其鄰近第二鐵軌的軌道側而提 供，其中第一內側輪緣相機經定位以捕捉第一車輪的至少一部分的圖像；第一外側輪緣相 機，其鄰近第一鐵軌的場側而提供，其中所述第一外側輪緣相機經定位以捕捉第一車輪的 至少一部分(包含第一車輪的內徑的至少一部分)的圖像；至少一個閃光燈，其經定位以有 助于照明第一車輪的至少一部分；以及至少一個背面照明板，其鄰近第一鐵軌的軌道側而 提供，且經定位以將光朝第一車輪反射。本專利技術關于一種捕捉、測量和分析鐵道車輛車輪參數的方法，其包括用鄰近第一 鐵軌的軌道側提供的背面照明板來將光朝第一車輪反射；用鄰近第一鐵軌的軌道側提供的 第一凸緣相機來捕捉第一鐵軌上方的第一車輪的至少一部分的圖像；用鄰近第二鐵軌的軌道側提供的第一內側輪緣相機來捕捉第一鐵軌上方的第一車輪的至少一部分的圖像；以及用鄰近第一鐵軌的場側提供的第一外側輪緣相機來捕捉第一鐵軌上方的第一車輪的至少 一部分(包含第一車輪的內徑的至少一部分)的圖像。本專利技術關于一種提供用于捕捉、測量和分析鐵道車輛車輪參數的系統的方法，其 包括鄰近第一鐵軌的軌道側而定位和定向第一凸緣相機，以捕捉第一鐵軌上方的第一車 輪的至少一部分的圖像；鄰近第二鐵軌的軌道側而定位和定向第一內側輪緣相機，以捕捉 第一鐵軌上方的第一車輪的至少一部分的圖像；鄰近第一鐵軌的場側而定位和定向第一外 側輪緣相機，以捕捉第一鐵軌上方的第一車輪的至少一部分的圖像；定位和定向至少一個 閃光燈，使得所述至少一個閃光燈有助于照明第一車輪的至少一部分；以及鄰近第一鐵軌 的軌道側而定位和定向至少一個背面照明板，以將光朝第一車輪反射。在根據本專利技術的各種裝置、結構和/或方法的各種示范性實施例的以下詳細描述 中描述或從中明白根據這些專利技術的系統和方法的各種示范性實施例的這些和其它特征和 優點。附圖說明將參考以下各圖而詳細描述根據本專利技術的系統和方法的各種示范性實施例，其 中圖1是鐵軌上的車輪頭部的一部分的截面圖。圖2是定位于鐵軌上的鐵道車輛車輪的車輪外形的局部截面圖。圖3是捕捉、測量和/或分析鐵道車輛車輪參數的系統的示范性實施例的俯視圖。圖4說明了可由捕捉、測量和/或分析鐵道車輛車輪參數的系統的示范性實施例 的凸緣相機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種捕捉、測量和分析鐵道車輛車輪參數的系統，其包括：第一凸緣相機，其鄰近第一鐵軌的軌道側提供，其中所述第一凸緣相機經定位以捕捉所述第一鐵軌上方的第一車輪的至少一部分的圖像；第一內側輪緣相機，其鄰近第二鐵軌的軌道側提供，其中所述第一內側輪緣相機經定位以捕捉所述第一車輪的至少一部分的圖像；第一外側輪緣相機，其鄰近所述第一鐵軌的場側提供，其中所述第一外側輪緣相機經定位以捕捉所述第一車輪的至少一部分的圖像，所述第一車輪的至少一部分包含所述第一車輪的內徑的至少一部分；至少一個閃光燈，其經定位以有助于照明所述第一車輪的至少一部分；以及至少一個背面照明板，其鄰近所述第一鐵軌的所述軌道側提供，且經定位以將光朝所述第一車輪反射。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：克瑞斯多夫奇萊恩，弗拉狄密爾瑪蘇爾，史都華黑洱，
申請(專利權)人：倫斯雷爾公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]