一种车轮模拟器远近端自动识别方法及系统与流程

1.本发明属于列车安检设备调试、检修技术领域，具体涉及一种车轮模拟器远近端自动识别方法及系统。


背景技术：

2.目前铁路轨边故障图像检测设备(tfds、tvds、teds)主要包括轨边设备和探测站设备，轨边设备包括：两个远端车轮传感器、两个近端车轮传感器、图像采集设备等等。轨边设备安装位置依次为远端车轮传感器、近端车轮传感器和图像采集设备，其中远端到图像采集设备的距离在80米左右，近端到图像采集设备距离5米左右。
3.设备正常工作流程为：火车车轮依次经过远端车轮传感器1号和2号时候设备准备接车，当车轮经过近端车轮传感器3号和4号时候开始进行图像采集。
4.在设备安装调试及作业人员上线检修和排障后，由于现场作业天窗时间内没有火车经过车轮传感器，只能利用设备的软件模拟火车经过来触发图像采集设备采集图像。用软件模拟就不能检测出车轮传感器是否能正常工作。因此还需车轮模拟器的辅助，车轮模拟器设备是放置在车轮传感器上方，用来模拟火车车轮经过车轮传感器，从而触发图像采集设备采集图像。
5.车轮模拟器分为远端车轮模拟器和近端车轮模拟器，远端车轮模拟器放置在远端的1号和2号车轮传感器上面，近端车轮模拟器放置在近端的3号和4号车轮传感器上面。采用遥控器控制两个车轮模拟器进行工作。可以搭配一个固定在图像采集设备前的转动的滚轮，图像采集设备可以采集滚轮的图像来检验图像的质量。
6.但是带来的问题就是需要确定哪个是远端车轮模拟器，哪个是近端车轮模拟器，为了区分两个车轮模拟器哪个放置在近端哪个放置在远端可以采用以下方法：
7.1)将两个车轮模拟器在外观或结构上做区别，外观或结构上做区别需设计两种外观及磨具，成本太高，现场使用时会出现放置错误的几率。
8.2)对两个车轮模拟器进行现场手动设置，由于现场工作天窗时间紧且远端和近端距离远，手动设置不太人性化，不但会增加额外的工作量，还会出现设置错误的几率。同时防止车轮模拟器、滚轮或者遥控器遗落现场，影响火车同行甚至造成火车脱线事故.


技术实现要素：

9.本发明为了解决用软件模拟火车经过来触发图像采集设备采集图像的过程由于没有火车经过检测不到车轮传感器的工作状态，因此需要车轮模拟器的辅助，目前人工对车轮模拟器区分时存在工作量大的问题以及对车轮模拟器进行区别存在的成本高的问题。
10.一种车轮模拟器远近端自动识别方法，包括以下步骤：
11.当现场不需要检查图像采集设备的拍摄角度时滚轮不工作，遥控器选择非滚轮模式，若现场需要检查图像采集设备的拍摄角度时滚轮需要工作，遥控器选择滚轮模式；
12.1)当遥控器在非滚轮模式工作时，保持遥控器在以图像采集设备为中心的区域范
围内，区域范围的半径小于等于区域半径阈值r；首先获取遥控器、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的定位装置的位置信息，然后计算出近端车轮模拟器到遥控器的距离和远端车轮模拟器到遥控器的距离，根据近端车轮模拟器到遥控器的距离小于远端车轮模拟器到遥控器的距离来判断出远端和近端；
13.近端车轮模拟器和远端车轮模拟器分别为设置在近端车轮传感器远端车轮传感器上的车轮模拟器；
14.2)当遥控器在滚轮模式工作时，首先获取滚轮、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的定位装置的位置信息，然后计算出近端车轮模拟器到滚轮的距离和远端车轮模拟器到滚轮的距离，根据近端车轮模拟器到滚轮的距离小于远端车轮模拟器到滚轮的距离来自动判断出近端和远端。
15.进一步地，当遥控器在非滚轮模式工作时，在不操作车轮模拟器工作的情况下，当检测到近端车轮模拟器或者远端车轮模拟器到遥控器的距离大于(r l d)，l为远端车轮模拟器到图像采集设备的距离，d为设定的脱离距离，遥控器和两个车轮模拟器都会提示遗落。
16.进一步地，当遥控器在滚轮模式工作时，在不操作车轮模拟器工作的情况下，当检测到近端车轮模拟器或者远端车轮模拟器到滚轮的距离大于(r l d)，或者滚轮到遥控器的距离大于(r l d)，遥控器、滚轮和两个车轮模拟器都会提示遗落。
17.优选地，区域半径阈值r为30米。远端车轮模拟器到图像采集设备的距离l为80米。脱离距离d为10米。
18.一种车轮模拟器远近端自动识别系统，包括硬件子系统和软件子系统；
19.硬件子系统包括：遥控器、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器；近端车轮模拟器和远端车轮模拟器分别为设置在近端车轮传感器远端车轮传感器上的车轮模拟器；遥控器用于选择滚轮模式和滚轮模式；
20.软件子系统包括远近端识别单元，远近端识别单元根据滚轮、遥控器、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的位置信息进行车轮模拟器远近端的识别，具体识别过程包括以下步骤：
21.1)当遥控器在非滚轮模式工作时，保持遥控器在以图像采集设备为中心的区域范围内，区域范围的半径小于等于区域半径阈值r；首先获取遥控器、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的定位装置的位置信息，然后计算出近端车轮模拟器到遥控器的距离和远端车轮模拟器到遥控器的距离，根据近端车轮模拟器到遥控器的距离小于远端车轮模拟器到遥控器的距离来判断出远端和近端；
22.近端车轮模拟器和远端车轮模拟器分别为设置在近端车轮传感器远端车轮传感器上的车轮模拟器；
23.2)当遥控器在滚轮模式工作时，首先获取滚轮、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的定位装置的位置信息，然后计算出近端车轮模拟器到滚轮的距离和远端车轮模拟器到滚轮的距离，根据近端车轮模拟器到滚轮的距离小于远端车轮模拟器到滚轮的距离来自动判断出近端和远端。
24.进一步地，软件子系统还包括防遗落报警单元，防遗落报警单元根据滚轮、遥控器、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的位置信息进行防遗落检测，具体过程包括以下步
骤：
25.当遥控器在非滚轮模式工作时，在不操作车轮模拟器工作的情况下，当检测到近端车轮模拟器或者远端车轮模拟器到遥控器的距离大于(r l d)，l为远端车轮模拟器到图像采集设备的距离，d为设定的脱离距离，遥控器和两个车轮模拟器都会提示遗落；
26.当遥控器在滚轮模式工作时，在不操作车轮模拟器工作的情况下，当检测到近端车轮模拟器或者远端车轮模拟器到滚轮的距离大于(r l d)，或者滚轮到遥控器的距离大于(r l d)，遥控器、滚轮和两个车轮模拟器都会提示遗落。
27.有益效果：
28.1、利用本发明可以自动匹配车轮模拟器的远近端，实现自动化检测，自动识别速度快，节省现场工作天窗时间。这样不仅可以极大地减少人员操作复杂度，降低放置错误的几率，而且利用本发明可以不用将车轮模拟器在外观或结构上做区别，从而解决了外观或结构上做区别需设计两种外观及磨具成本太高的问题。
29.2、利用本发明可以极大地简化判断繁琐度，同时极大地节省测试时间。
30.3、利用本发明不仅可以防止防止设备遗落给火车行车安全带来隐患，而且便于设备的管理。
附图说明
31.图1为图像采集设备安装示意图。
32.图2为非滚轮模式工作时的示意图。
33.图3为滚轮模式工作时的示意图。
具体实施方式
34.需要特别说明的是，在不冲突的情况下，本技术公开的各个实施方式之间可以相互组合。
35.具体实施方式一：
36.本实施方式为一种车轮模拟器远近端自动识别方法，包括以下步骤：
37.当现场不需要检查图像采集设备的拍摄角度时滚轮不工作，遥控器选择非滚轮模式，若现场需要检查图像采集设备的拍摄角度时滚轮需要工作，遥控器选择滚轮模式；
38.1)当遥控器在非滚轮模式工作时，保持遥控器在以图像采集设备为中心的区域范围内，区域范围的半径小于等于区域半径阈值r；首先获取遥控器、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的定位装置的位置信息，然后计算出近端车轮模拟器到遥控器的距离和远端车轮模拟器到遥控器的距离，根据近端车轮模拟器到遥控器的距离小于远端车轮模拟器到遥控器的距离来判断出远端和近端；
39.近端车轮模拟器和远端车轮模拟器分别为设置在近端车轮传感器远端车轮传感器上的车轮模拟器；
40.2)当遥控器在滚轮模式工作时，首先获取滚轮、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的定位装置的位置信息，然后计算出近端车轮模拟器到滚轮的距离和远端车轮模拟器到滚轮的距离，根据近端车轮模拟器到滚轮的距离小于远端车轮模拟器到滚轮的距离来自动判断出近端和远端。
41.具体实施方式二：
42.本实施方式为一种车轮模拟器远近端自动识别方法，其还包括以下步骤：
43.当遥控器在非滚轮模式工作时，在不操作车轮模拟器工作的情况下，当检测到近端车轮模拟器或者远端车轮模拟器到遥控器的距离大于(r l d)，l为远端车轮模拟器到图像采集设备的距离，d为设定的脱离距离，遥控器和两个车轮模拟器都会发出遗落报警。
44.其他步骤和参数与具体实施方式一相同。
45.具体实施方式三：
46.本实施方式为一种车轮模拟器远近端自动识别方法，其还包括以下步骤：
47.当遥控器在滚轮模式工作时，在不操作车轮模拟器工作的情况下，当检测到近端车轮模拟器或者远端车轮模拟器到滚轮的距离大于(r l d)，或者滚轮到遥控器的距离大于(r l d)，遥控器、滚轮和两个车轮模拟器都会发出遗落报警。
48.其他步骤和参数与具体实施方式二相同。
49.具体实施方式四：
50.本实施方式为一种车轮模拟器远近端自动识别方法，本实施方式中，区域半径阈值r为30米。
51.其他步骤和参数与具体实施方式一至三之一相同。
52.具体实施方式五：
53.本实施方式为一种车轮模拟器远近端自动识别方法，本实施方式中，远端车轮模拟器到图像采集设备的距离l为80米。
54.其他步骤和参数与具体实施方式一至四之一相同。
55.具体实施方式六：
56.本实施方式为一种车轮模拟器远近端自动识别方法，本实施方式中，脱离距离d为10米。
57.其他步骤和参数与具体实施方式一至五之一相同。
58.具体实施方式七：
59.本实施方式为一种车轮模拟器远近端自动识别系统，包括硬件子系统和软件子系统；
60.硬件子系统包括：遥控器、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器；近端车轮模拟器和远端车轮模拟器分别为设置在近端车轮传感器远端车轮传感器上的车轮模拟器；遥控器用于选择滚轮模式和滚轮模式；
61.软件子系统包括远近端识别单元，远近端识别单元根据滚轮、遥控器、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的位置信息进行车轮模拟器远近端的识别，具体识别过程包括以下步骤：
62.1)当遥控器在非滚轮模式工作时，保持遥控器在以图像采集设备为中心的区域范围内，区域范围的半径小于等于区域半径阈值r；首先获取遥控器、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的定位装置的位置信息，然后计算出近端车轮模拟器到遥控器的距离和远端车轮模拟器到遥控器的距离，根据近端车轮模拟器到遥控器的距离小于远端车轮模拟器到遥控器的距离来判断出远端和近端；
63.近端车轮模拟器和远端车轮模拟器分别为设置在近端车轮传感器远端车轮传感
器上的车轮模拟器；
64.2)当遥控器在滚轮模式工作时，首先获取滚轮、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的定位装置的位置信息，然后计算出近端车轮模拟器到滚轮的距离和远端车轮模拟器到滚轮的距离，根据近端车轮模拟器到滚轮的距离小于远端车轮模拟器到滚轮的距离来自动判断出近端和远端。
65.具体实施方式八：
66.本实施方式为一种车轮模拟器远近端自动识别系统，软件子系统还包括防遗落报警单元，防遗落报警单元根据滚轮、遥控器、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的位置信息进行防遗落检测，具体过程包括以下步骤：
67.当遥控器在非滚轮模式工作时，在不操作车轮模拟器工作的情况下，当检测到近端车轮模拟器或者远端车轮模拟器到遥控器的距离大于(r l d)，l为远端车轮模拟器到图像采集设备的距离，d为设定的脱离距离，遥控器和两个车轮模拟器都会发出遗落报警；
68.当遥控器在滚轮模式工作时，在不操作车轮模拟器工作的情况下，当检测到近端车轮模拟器或者远端车轮模拟器到滚轮的距离大于(r l d)，或者滚轮到遥控器的距离大于(r l d)，遥控器、滚轮和两个车轮模拟器都会发出遗落报警。
69.其他系统组成和处理方式与具体实施方式七相同。
70.具体实施方式九：
71.本实施方式为一种车轮模拟器远近端自动识别系统，本实施方式中，区域半径阈值r为30米；远端车轮模拟器到图像采集设备的距离l为80米。
72.其他系统组成和处理方式与具体实施方式八相同。
73.具体实施方式十：
74.本实施方式为一种车轮模拟器远近端自动识别系统，本实施方式中，脱离距离d为10米。
75.其他系统组成和处理方式与具体实施方式八或九相同。
76.实施例1：
77.本实施例中，图像采集设备的安装示意图如图1所示，远端安装1号、2号车轮传感器，近端安装3号、4号车轮传感器，本发明车轮模拟器分别放置在1、2号车轮传感器，3、4号车轮传感器上，激励传感器进行工作。
78.当现场不需要检查图像采集设备的拍摄角度时滚轮不工作，遥控器选择非滚轮模式，若现场需要检查图像采集设备的拍摄角度时滚轮需要工作，遥控器选择滚轮模式。
79.1)当遥控器在非滚轮模式工作时，非滚轮模式工作时的示意图如图2所示，操作者需保持遥控器在以图像采集设备为中心半径30米范围内，首先获取遥控器、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的定位装置的经、纬度等信息，然后计算出近端车轮模拟器到遥控器的距离和远端车轮模拟器到遥控器的距离，根据近端车轮模拟器到遥控器的距离小于远端车轮模拟器到遥控器的距离来判断出远端和近端。识别出远近端后才可操控车轮模拟器工作。
80.遥控器如果在近端车轮传感器和远端车轮传感器中间位置(实际也就是近端车轮模拟器和远端车轮模拟器中间位置)就分辨不出远端和近端，如果遥控器靠近远端就会将远端识别成近端，所以应保持操作者在以图像采集设备为中心的半径30米范围内，这样近
端车轮模拟器到遥控器的距离就肯定会小于远端车轮模拟器到遥控器的距离。
81.在不操作车轮模拟器工作时，当检测到近端车轮模拟器或者远端车轮模拟器到遥控器的距离大于120米，遥控器和两个车轮模拟器都会发出防遗落报警，三个设备都发出遗落报警是为了无论哪个设备遗落了，在三个设备附近的人都可以知道有设备遗落了。
82.远端车轮模拟器到图像采集设备为80米，再加上图像采集设备到遥控器的半径30米共110米是设备的工作范围，120米即为超出工作范围10米远后认为人已经走了但是车轮模拟器被遗留在了现场。
83.2)当遥控器在滚轮模式工作时，滚轮模式工作时的示意图如图3所示，首先获取滚轮、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的定位装置的经、纬度等信息，然后计算出近端车轮模拟器到滚轮的距离和远端车轮模拟器到滚轮的距离，此时可以根据近端车轮模拟器到滚轮的距离小于远端车轮模拟器到滚轮的距离来自动判断出近端和远端。识别出远近端后才可操控车轮模拟器工作。
84.滚轮、近端车轮模拟器和远端车轮模拟器的位置是固定的，所以在滚轮上安装定位装置后，通过三个固定的位置就可以判断出谁是近端谁是远端，这样遥控器位置会灵活一些，遥控器可以在近端和远端中间靠近远端的位置上活动。
85.在不操作车轮模拟器工作时，当检测到近端车轮模拟器或者远端车轮模拟器到滚轮的距离大于120米或者滚轮到遥控器的距离大于120米，遥控器、滚轮和两个车轮模拟器都会发出防遗落报警。
86.本发明的上述算例仅为详细地说明本发明的计算模型和计算流程，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。