使用LabVIEW與NI視覺(jué)軟件進(jìn)行鐵路位置監(jiān)測(cè)

"我們使用LabVIEW快速開(kāi)發(fā)了一個(gè)即使非技術(shù)人員也可輕松使用的人機(jī)界面。"

– Véronique NEWLAND, NEW VISION Technologies

在距離鐵路目標(biāo)30米處使用自動(dòng)化方案測(cè)試數(shù)據(jù)

The Challenge:
通過(guò)測(cè)算鐵軌的移動(dòng)來(lái)監(jiān)測(cè)一段巴黎地鐵的運(yùn)行狀況，使巴黎獨(dú)立公交公司能夠按需自行改變維修安排

The Solution:
使用NI LabVIEW和NI視覺(jué)開(kāi)發(fā)模塊開(kāi)發(fā)新系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)巴黎地鐵

Author(s):
Véronique NEWLAND - NEW VISION Technologies

巴黎獨(dú)立公交公司負(fù)責(zé)巴黎地區(qū)快速鐵路網(wǎng)及巴黎地鐵的運(yùn)營(yíng)。作為世界上最繁忙的公共運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)之一，它每年約承載著三百萬(wàn)左右的乘客。因此，確保具有最高安全級(jí)別的連貫性服務(wù)至關(guān)重要。

鐵軌是交通運(yùn)輸系統(tǒng)基礎(chǔ)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。鐵軌建造完畢后，其位置可能會(huì)隨著環(huán)境狀況，例如溫度的變化而發(fā)生變化。因此我們必須監(jiān)測(cè)鐵軌位置的改變，之前，操作員一般采用的方法是檢查鐵軌邊緣，最大頻率時(shí)每?jī)煞昼娙斯けO(jiān)測(cè)一班車的鐵軌和交通狀況。

如今，由新視覺(jué)科技（NVT）發(fā)明的新測(cè)量方法RAILSHIFT誕生了。NVT一直致力于光學(xué)鐵路基礎(chǔ)控件研發(fā)，并不斷開(kāi)發(fā)新興系統(tǒng)來(lái)應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)。在NI軟件基礎(chǔ)上發(fā)明的RAILSHIFT可以全自動(dòng)收集，處理，分析以及產(chǎn)出數(shù)據(jù)。

自動(dòng)獲取的鐵路數(shù)據(jù)更定時(shí)連貫，對(duì)操作員本身來(lái)說(shuō)也更安全。此外，我們?cè)诖藨?yīng)用中還使用了圖像處理技術(shù)，可以在更大的空間范圍內(nèi)進(jìn)行即時(shí)測(cè)量。

操作該裝置需要注意的條件包括：全天候不斷改變的光照強(qiáng)度，鐵軌周圍的物體的改變，例如電氣設(shè)備，信號(hào)，以及連接在沿鐵軌架空的電纜上的設(shè)備發(fā)生的移動(dòng)。

可升級(jí)的通信體系結(jié)構(gòu)
該方案由配備可以采集、處理、交換數(shù)據(jù)的測(cè)量平臺(tái)組成。NVT將每一個(gè)測(cè)量平臺(tái)內(nèi)的下列組件融合成一體

一個(gè)2GB內(nèi)存、3.5英寸屏幕、Intel Atom Windows7專業(yè)版處理器的電腦，可用來(lái)收集，交換照片信息
一個(gè)1350*1024像素 數(shù)字工業(yè)級(jí)超密集千兆以太網(wǎng)黑白相機(jī)
一張通信卡，其各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)可通過(guò)GRPS/3G發(fā)送警報(bào)進(jìn)行通信
人性一體化
我們使用LabVIEW軟件，圖像處理系統(tǒng)VI 庫(kù)，NI視覺(jué)開(kāi)發(fā)模塊和NI-IMAQdx驅(qū)動(dòng)軟件來(lái)操控12個(gè)測(cè)量系統(tǒng)。

NI-IMAQdx驅(qū)動(dòng)軟件管理著LabVIEW和工業(yè)級(jí)照相機(jī)之間的界面，視覺(jué)開(kāi)發(fā)模塊則用于分析獲取到的圖像，從而提取鐵軌的變化。接著我們?cè)偈褂肔abVIEW分析系統(tǒng)路徑定位測(cè)試結(jié)果，當(dāng)達(dá)到一個(gè)臨界的閾值時(shí)通過(guò)郵件發(fā)送警告。

我們使用LabVIEW創(chuàng)造了非技術(shù)人員也可輕松使用的人機(jī)接口。借助視覺(jué)開(kāi)發(fā)模塊中內(nèi)置的圖像處理功能，我們迅速開(kāi)發(fā)了此項(xiàng)應(yīng)用，今后如需修改也非常便捷。

通過(guò)LabVIEW實(shí)現(xiàn)軟件便攜
工程師們?yōu)榱送瓿纱隧?xiàng)目不斷地創(chuàng)造軟硬件原型。在研究初始的可行性階段中他們使用了NI 1744智能相機(jī)。而在開(kāi)發(fā)階段，最初開(kāi)發(fā)的LabVIEW代碼成功融入了此應(yīng)用，大大節(jié)約了開(kāi)發(fā)時(shí)間。

強(qiáng)大的獨(dú)立使用工具
RAILSHIFT的分辨率在其30米控制區(qū)域內(nèi)達(dá)到± 5毫米。

使用此系統(tǒng)帶來(lái)很多好處。例如，當(dāng)鐵軌發(fā)生變形時(shí)，系統(tǒng)可以提醒操作員，使其更快的做出反應(yīng)。系統(tǒng)還能夠監(jiān)測(cè)鐵軌的在白天的擴(kuò)張以便預(yù)測(cè)未來(lái)可能發(fā)生的變化。

總體上講，12個(gè)測(cè)試平臺(tái)已經(jīng)部署完畢，巴黎獨(dú)立公交公司也計(jì)劃在不久的將來(lái)再新建8個(gè)。