|
Rychlý laserový skener průjezdního profilu
Každý potřebuje trochu volného prostoru – i vlak s lokomotivou a vagóny. Proto musí provozovatelé železničních tratí a metra pravidelně kontrolovat průjezdní profil svých tratí. Jeho rozměry určují jakýsi imaginární prostor kolem průřezu vlaku, který funguje jako bezpečná vzdálenost (odstup). Aby byla jízda vlakové soupravy bez problémů, nesmí do průjezdního profilu zasahovat žádný objekt a vlak nesmí jet příliš blízko třeba stěny tunelu. Jestliže např. stavební četa opravovala koleje, je nutné vždy dodatečně přeměřit, že přitom nebyly posunuty. Navíc se po železnici ročně přepravují stovky břemen nadměrné velikosti, pro která je zapotřebí předem zajistit bezpečný a volný průjezd. Pro takové účely vyvinuli odborníci z Fraunhoferova ústavu IPM (FhG, Institut für Physikalische Messtechnik) ve Freiburgu na objednávku firmy Plasser & Theurer, rakouského výrobce železničních stavebních strojů a měřicích vozidel, nový speciální laserový skener CPS (Clearance Profil Scanner).
Klíčovou součástí skeneru je měřicí hlavice, umístěná na čele lokomotivy nebo měřicího vozidla (obr. 1), která přes rotující zrcátko vysílá vysokofrekvenčně modulovaný laserový paprsek. Světlo se odráží od objektů v okolí měřicí hlavice a je přes spojnou čočku vedeno optickým vláknem k detektoru. Systém porovnává fázový posuv vysílaného a odráženého paprsku laserového světla a zjišťuje z něj vzdálenost k vyčnívajícím objektům a ke stěnám tunelu. Ze zjištěné vzdálenosti a z okamžité polohy zrcátka se vypočítá poloha jednotlivých obrazových bodů. Spolu s dopředným pohybem měřicího vozidla tak vzniká prostorová (3 D) skenovací šroubovice (spirála) s tím větším stoupáním, čím rychleji měřicí vůz jede.
U první verze CPS rotovalo jeho zrcátko rychlostí asi 100 otáček za sekundu. To umožňovalo vykonat za sekundu až 250 000 měření. Již v tomto provedení patřil CPS k nejrychlejším systémům svého druhu na světě. S cílem zvětšit rozlišovací schopnost přístroje se odborníci ústavu IPM snažili dosáhnout ještě rychlejšího otáčení zrcátka, což se jim i podařilo. Výsledkem je nová měřicí hlava HSP (High Speed Profiler) umožňující vykonávat až dva miliony měření za sekundu. Hlavní výhodou laserových skenerů je bezprostřední dostupnost naměřených údajů. Na rozdíl od systémů, u nichž se průjezdní profil vypočítává až z uložených videosnímků, poskytuje CPS aktuální údaje o průjezdním profilu okamžitě. Navíc jsou laserové skenery mnohem méně citlivé na rušení vnějším světlem.
Laserový skener průjezdního profilu CPS je mimo jiné od března 2003 pravidelně používán na nově vybudované lince metra v Singapuru. Po jeho téměř ročním používání je provozovatel metra s unikátním laserovým systémem velmi spokojen a nemá k němu žádné výhrady.
[Mediendienst FhG, Nr. 1 – 2004.]
Kab.
|