DETECTOR DE DESLIZAMIENTO DE RUEDAS AUTOMATIZADO.

Un sistema de detección de deslizamiento de ruedas, que incluye:

medios de captura de imágenes (3) para capturar una imagen de una rueda (16); y medios de procesamiento (9) para recibir dicha imagen capturada, identificar dicha rueda (16) y analizar la situación relativa de dicha rueda para determinar si dicha rueda gira total o parcialmente o no gira, caracterizado porque: dichos medios de procesamiento (9) están configurados para determinar si dicha rueda gira parcial o totalmente comparando el grado de giro con un giro esperado de dicha rueda (16)

Detector de deslizamiento de ruedas automatizado.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema que puede detectar cuándo una o más ruedas de un tren no giran o giran parcialmente.

Antecedentes de la invención

Un problema conocido con los trenes, que puede conducir a resultados desastrosos, es que, en ocasiones, mientras el tren se desplaza, una o más ruedas del tren no giran o giran sólo parcialmente. Esto suele ocurrir cuando se aplica el freno. Cuando el tren se desplaza, la rueda que no gira o que resbala se desliza a lo largo del raíl, lo que, en circunstancias graves, puede conducir al descarrilamiento del tren.

Los frenos pueden ser aplicados debido a un error humano, por ejemplo, los frenos pueden ser dejados accidentalmente por el operador. Esto sucede más frecuentemente con los frenos de mano, en cuyo caso algunas ruedas pueden tener un freno aplicado y bloqueado, mientras que otras ruedas giran libremente. La falta de giro de las ruedas puede ser originada también por fallo mecánico, por ejemplo, fallo de los frenos neumáticos, o por pandeo del cojinete que impide que la rueda gire. En cualquier caso, los fallos afectarían a grupos de ruedas o coches individuales, y ha de hacerse observar que en trenes largos esto no afecta a la posibilidad de que el tren se desplace. La razón de la falta de giro o de falta de giro parcial puede ser variada, y lo que es importante es la detección de la falta de giro o la falta de giro parcial.

Si una rueda no gira, de suerte que la rueda se desliza sobre el raíl en lugar de rodar a lo largo del mismo, la rueda que resbala puede desarrollar un punto plano. La fricción entre la rueda que no gira y el raíl puede hacer que la rueda se recaliente. Esto, a su vez, puede hacer que la rueda se fracture y que pueda desprenderse una parte de la rueda. En tales casos, el eje de la rueda fracturada puede ser desalojado, dañado, o fracturado, conduciendo a descarrilamiento.

Un vehículo descarrilado puede dañar la infraestructura y el material rodante y suponer también un peligro para la seguridad de los trabajadores ferroviarios y el público. Las ruedas que no giran pueden plantear también otros problemas menos catastróficos. Por ejemplo, la cabeza del raíl puede ser dañada, o el equipo de frenado puede ser dañado si la falta de rotación o la rotación parcial hace que la rueda se aplane, lo que a su vez puede dañar las zapatas de los frenos.

Con el fin de protegerse contra la falta de giro o la falta de giro parcial de las ruedas del tren, actualmente es necesario que el examinador de trenes esté situado cerca del tren cuando éste se desplaza y que el examinador de trenes realice una comprobación visual de las ruedas.

Esto puede llamarse inspección de rodadura. Es vital que las ruedas que no giran sean detectadas durante el tiempo de inspección, ya que éste es el único momento en que pueden ser comprobadas. Sin embargo, este método no es satisfactorio, ya que un examinador de trenes a menudo no detecta una rueda que no gira. Esta solución es también propensa a error humano, sea por descuido, cansancio, mala visibilidad, aburrimiento o cualquiera otra razón.

Mair C y otros, "Practice and Potentail of Computer Vision for Railways" (Práctica y Potencial de Visión por Ordenador para Ferrocarriles) vigilancia de condiciones para transporte por ferrocarril seminario IEEE 10 de noviembre de 1998, páginas 10-1 a 10-3, mencionan un sistema de inspección de trenes que incluye detección de ruedas bloqueadas en relación con una aplicación de visión por ordenador.

El documento US3110463 describe una vía férrea que tiene una sección de raíl flotante, que puede moverse longitudinalmente para detectar una rueda bloqueada de un tren.

Objeto de la invención

Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema mejorado para la detección de ruedas de un tren que no giran o ruedas que giran parcialmente, que no es propenso a errores humanos.

Sumario de la invención

Teniendo en consideración el anterior objeto, la presente invención proporciona en un aspecto un sistema de detección de deslizamiento de ruedas que incluye: medios de captura de imágenes para capturar una imagen de una rueda; y medios de procesamiento para recibir la imagen capturada, identificar la rueda y analizar la situación relativa de la rueda para determinar si la rueda gira; el grado de giro determinado por dichos medios de procesamiento es comparado con el giro esperado de dicha rueda para determinar si dicha rueda gira de manera parcial o total.

Preferiblemente, se incluirá una pluralidad de medios de captura de imágenes, y también se capturará una pluralidad de imágenes para permitir la comparación relativa entre cada una de las imágenes.

En disposiciones preferidas, el sistema incluiría también medios disparadores para activar el sistema cuando se aproxima un vehículo, por ejemplo, interruptores y/o impulsos electrónicos generados por microprocesador, y también medios de iluminación para ayudar a capturar imágenes.

En otras disposiciones preferidas, los medios de captura de imágenes utilizan una técnica de obturador lento o de lapso de tiempo, y, por tanto, a partir de una sola imagen puede determinarse con ventaja el giro, el giro parcial o la falta de giro de la rueda.

El sistema también puede calcular el diámetro de la rueda para ayudar a determinar si tiene lugar giro parcial de la rueda.

Breve descripción de los dibujos

Resultará procedente describir con más detalle la invención haciendo referencia a los dibujos que se acompañan que ilustran posibles realizaciones de la invención. Son posibles otras realizaciones de la invención y, por consiguiente, no ha de entenderse que la particularidad de los dibujos que se acompañan rebase la generalidad de la descripción precedente de la invención.

La figura 1 muestra la disposición básica de la presente invención.

La figura 2 muestra una posible disposición de proceso de la presente invención.

La figura 3 muestra un ejemplo para determinar el giro de las ruedas.

Descripción detallada de la invención

El sistema de la presente invención ha sido adaptado para detectar la falta de giro o la falta de giro parcial de cualquiera de las ruedas de un tren en movimiento. Como el sistema está diseñado para ser automatizado, puede colocarse en cualquier punto de una vía. En la disposición preferida, el sistema puede incluir al menos unos medios de activación o disparador. Estos medios de activación pueden adoptar la forma de interruptores de proximidad, láseres, sensores ópticos o similares, adaptados para localizar el tren o las ruedas en movimiento. En una disposición sencilla, el disparador puede ser simplemente un interruptor colocado en la vía que es activado por el paso del tren. La activación del disparador comunica al sistema que se aproxima un tren y que debería comenzar la captura de imágenes.

La configuración usual de un tren es que las ruedas vengan en un grupo de ruedas, de tal manera que cada grupo consta de dos ruedas, conectadas con un eje permanentemente fijo. La mayoría de los grupos de ruedas están diseñados para asegurar que ambas ruedas giren al mismo tiempo y a la misma velocidad. Si una rueda de un lado del grupo de ruedas, es decir, un lado del tren, no gira, entonces la otra rueda del grupo de ruedas tampoco gira. Por consiguiente, sólo es necesario que el sistema de la presente invención sea colocado en un lado de la vía si el grupo de ruedas está diseñado con un eje fijo que no gira. Sin embargo, en algunas circunstancias, puede ser deseable colocar el sistema en ambos lados de la vía. Esto permitiría que el sistema comprobara los resultados de un lado frente a los del otro lado, o alternativamente permitiera incorporar redundancia en el caso de paradas o reparaciones. Esto también haría posible que el sistema comprobara las ruedas que no giran o las que giran parcialmente si el grupo de ruedas estuviera diseñado de tal manera que las ruedas del grupo de ruedas no giraran al mismo tiempo.

En disposiciones preferidas, el sistema puede dirigirse al análisis de una sola imagen tomada por una sola cámara usando una técnica de lapso de tiempo o de obturador lento, mediante la cual el obturador de la cámara se abriera durante un período prolongado de tiempo de manera que la trayectoria del indicador o componente fuera visible en la única imagen. La trayectoria de la característica,...

1. Un sistema de detección de deslizamiento de ruedas, que incluye:

medios de captura de imágenes (3) para capturar una imagen de una rueda (16); y

medios de procesamiento (9) para recibir dicha imagen capturada, identificar dicha rueda (16) y analizar la situación relativa de dicha rueda para determinar si dicha rueda gira total o parcialmente o no gira,

caracterizado porque:

dichos medios de procesamiento (9) están configurados para determinar si dicha rueda gira parcial o totalmente comparando el grado de giro con un giro esperado de dicha rueda (16).

2. Un sistema según la reivindicación 1, en el que se incluye una pluralidad de medios de captura de imágenes (3).

3. Un sistema según la reivindicación 1 ó 2, en el que dichos medios de captura de imágenes (3) capturan una pluralidad de imágenes para permitir una comparación relativa entre cada una de dichas imágenes.

4. Un sistema según la reivindicación 3, en el que la comparación es realizada entre imágenes capturadas consecutivas.

5. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que incluye además medios de disparo (5, 6) para activar dichos medios de captura de imágenes.

6. Un sistema según la reivindicación 5, en el que dichos medios de disparo (5, 6) son un interruptor o un impulso electrónico generado por un microprocesador.

7. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que incluye además al menos unos medios de disparo adicionales para proporcionar al menos un punto de referencia para dichos medios de procesamiento.

8. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada uno de dichos medios de captura de imágenes (3) es una cámara.

9. Un sistema según la reivindicación 8, en el que dicha cámara (3) incluye mecanismos automáticos de control de iris adaptados para ajustarse a condiciones de alumbrado variables.

10. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que incluye además medios de alumbrado (4) para iluminar dicha rueda.

11. Un sistema según la reivindicación 10, que incluye además medios de control de alumbrado para ajustar la iluminación proporcionada por dichos medios de alumbrado (4) dependiendo de las condiciones ambientales.

12. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que para determinar si dicha rueda (16) gira, dichos medios de procesamiento identifican un componente (8), característica o indicador fijos en dicha rueda, y analiza el movimiento de dicho componente o característica fijos para determinar si dicha rueda gira.

13. Un sistema según la reivindicación 12, en el que al menos dos imágenes son capturadas por dichos medios de captura de imágenes, y dichos medios de procesamiento (9) comparan la situación relativa de dicho componente, indicador o característica en cada una de dichas imágenes para determinar si existe giro.

14. Un sistema según la reivindicación 1, en el que el ángulo de giro esperado es determinado por (D/R) x(360/2xi), en que D es igual a la distancia recorrida por dicha rueda, R es igual al radio de dicha rueda e i es una constante matemática.

15. Un sistema según la reivindicación 1, en el que los medios de captura de imágenes (3) usan una técnica de obturador lento o de lapso de tiempo.

16. Un sistema según la reivindicación 15, en el que para determinar si dicha rueda gira, dichos medios de procesamiento identifican un componente (18), característica o indicador fijos en dicha rueda, y analizan el movimiento de dicho componente o característica fijos para determinar si dicha rueda gira.

17. Un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que, si dichos medios de procesamiento (9) determinan que dicha rueda no gira o gira parcialmente, se envía un mensaje de alerta o aviso a al menos una persona receptora predeterminada.