[发明专利]一种多点雪深测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及高铁灾害监测系统雪深监测领域，特别是一种多点雪深测量方法及装置。

背景技术

随着高速铁路的快速发展，列车行驶速度也越来越快，确保列车在恶劣天气下的行车安全显得尤为重要。降雪发生时伴随的恶劣能见度对铁路产生很大的影响，在降雪之后地面形成的积雪会长时间阻碍交通运输的正常进行，扰乱市民的正工作和生活，降低生活交通运输效率。积雪造成轮轨之间摩擦力减小，很容易引起交通事故，白天经过太阳照射融化，晚上气温降低在铁轨上结冰，轨面摩擦系数更小，会导致列车在铁轨上刹车不灵，发生交通事故的概率会大大增加，严重威胁旅客的生命安全。因此利用雪深监测系统对降雪进行实时检测，并将测量数据发送到控制中心，控制中心根据灾害情况进行实时处理，采取相应措施比如降速、停运。

雪深测量的方法有很多：人工测量法、超声波测量法、激光测距法、视频图像法，人工测量法：观测人员用量雪尺多次测量雪深取平均值；超声波测量法：依靠超声波发射脉冲信号或者连续信号射向面，根据接收器收到雪面反射的信号，求积雪深度；激光测距法：与超声波法方法类似，只不过射出的信兮是激光脉冲或连续信号而不是超声波信号，根据接收器收到雪面反射的激光信号，求积雪深度；视频图像法：视频图像测量为相机拍摄前方的标杆识别雪埋深度。超声波受环境影响较大，一般测量距离比较短，测量精度较差；中国专利CN101762832公开了一种雪深测量方法及装置，该装置通过使用摄像机对垂直插入到积雪底部的雪标尺进行拍摄，雪标尺中间有一条竖向的深色测雪，标线周围为浅色衬底，利用图像处理技术得到深色测雪标线长度所对应的像素，从而根据像素求出积雪深度。此装置虽然结构简单，可以实时监测雪深，但不适用于测量在线运行的高速铁路的轨道内的积雪。激光测量传感器测量精度高，不受环境温度影响，性能优于超声波测量，广泛应用于积雪深度的测量，而大多数激光雪深仪只能实现单点测量，高速铁路轨道内积雪形成的雪面有可能是高低不平的，单点测量不能有效测量出轨道内的积雪深度，影响测量结果的精确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多点雪深测量方法及装置，把激光位移传感器安装在云台内，通过控制云台旋转带动激光位移传感器转动实现对测量轨道内多个点的积雪进行测量。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种多点雪深测量方法，方法步骤如下：

步骤1)、搭建多点雪深测量装置：

一种多点雪深测量装置，包括云台、安装支架、激光位移传感器和倾角仪，激光位移传感器和倾角仪均固定在云台的护罩内，云台的护罩上开有透光孔，激光位移传感器发出的激光从上述透光孔中射出，激光位移传感器和倾角仪分布在云台护罩中心的两侧，云台底部通过螺栓固定在安装支架上，通过安装支架固定在立柱上。

步骤2)、将激光位移传感器和倾角仪调节水平。

步骤3)、标定倾角仪与激光位移传感器之间的夹角△α。

步骤4)、建立以立柱和地面交差点为原点，地面为X轴，垂向为Y轴的坐标系，云台俯仰巡航，测量无积雪情况下，激光位移传感器和倾角仪对待测区域进行测量，获取待测区域不同点分别对应的倾角仪的倾角θ和激光位移传感器的激光长度L₁。

步骤5)当待测区域覆盖积雪，获取待测区域不同点分别对应的倾角仪的倾角θ和激光位移传感器的激光长度L₂。

步骤6)同一个点，倾角仪的倾角θ相同，该点坐标(x,y)为：