軌道幾何參數(shù)是軌道鋪設(shè)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)的重要參考指標(biāo)。目前,在鐵路后期維護(hù)中多使用軌檢小車作為軌道檢測(cè)工具。軌檢小車可同時(shí)檢測(cè)多個(gè)軌道幾何參數(shù),具有良好的測(cè)量精度與測(cè)量效率,能夠在各種鐵路區(qū)間進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)。但是軌檢小車也仍存在發(fā)展空間,軌檢小車在進(jìn)行軌道外部參數(shù)檢測(cè)時(shí)通常使用全站儀方式進(jìn)行檢測(cè),全站儀價(jià)格昂貴、布設(shè)復(fù)雜。因此,設(shè)計(jì)一種價(jià)格低廉,測(cè)量簡(jiǎn)單的軌道外部參數(shù)檢測(cè)裝置能夠有效地降低測(cè)量成本。本文設(shè)計(jì)了一種基于STM32單片機(jī)的軌道外部參數(shù)檢測(cè)裝置,使用激光測(cè)距的方法在降低測(cè)量成本,同時(shí)滿足軌道幾何參數(shù)檢測(cè)所需的測(cè)量精度。首先梳理了國(guó)內(nèi)外軌道參數(shù)測(cè)量的方法,設(shè)計(jì)了使用CPⅢ控制點(diǎn)的測(cè)量方案,并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定軌道幾何參數(shù)檢測(cè)所需的測(cè)量精度;根據(jù)測(cè)量方案選擇傳感器并對(duì)測(cè)量裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),根據(jù)測(cè)量裝置所需功能與傳感器性能參數(shù)設(shè)計(jì)基于STM32芯片的硬件電路;根據(jù)測(cè)量裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)與測(cè)量方案,計(jì)算左右軌相對(duì)CPⅢ點(diǎn)的位置坐標(biāo),并以μC/OS-II操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)編寫了能滿足測(cè)量需求的軟件程序;通過搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)測(cè)距單元進(jìn)行了精度與重復(fù)性實(shí)驗(yàn);使用原型機(jī)對(duì)CPⅢ點(diǎn)進(jìn)行了性能實(shí)驗(yàn),得到...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外軌道檢測(cè)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)軌道檢測(cè)研究現(xiàn)狀
    1.3 軌道外部參數(shù)測(cè)量方法
        1.3.1 GNSS法
        1.3.2 全站儀法
    1.4 本章小結(jié)
2 測(cè)量方案設(shè)計(jì)
    2.1 有砟軌道CPⅢ控制點(diǎn)介紹
    2.2 軌道外部參數(shù)測(cè)量方案
        2.2.1 測(cè)量方法概述
        2.2.2 測(cè)量單元方案概述
    2.3 本章小結(jié)
3 測(cè)量算法與誤差分析
    3.1 算法設(shè)計(jì)
        3.1.1 點(diǎn)A在坐標(biāo)系OXZ坐標(biāo)值求解
        3.1.2 點(diǎn)A在坐標(biāo)系O₂X₂Z₂坐標(biāo)值求解
        3.1.3 點(diǎn)O₂在坐標(biāo)系O₁X₁Z₁坐標(biāo)值求解
        3.1.4 點(diǎn)A在坐標(biāo)系O₁XZ坐標(biāo)值求解
        3.1.5 軌距影響修正
        3.1.6 點(diǎn)M、N在坐標(biāo)系OEN坐標(biāo)值求解
        3.1.7 點(diǎn)M、N高程坐標(biāo)值求解
    3.2 人工對(duì)準(zhǔn)誤差分析
        3.2.1 第一種狀態(tài)誤差計(jì)算
        3.2.2 第二種狀態(tài)誤差計(jì)算
    3.3 系統(tǒng)傳遞誤差
        3.3.1 傳遞誤差分析
        3.3.2 傳遞誤差計(jì)算
    3.4 本章小結(jié)
4 硬件與軟件設(shè)計(jì)
    4.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.2 測(cè)量單元選型
        4.2.1 激光測(cè)距單元的選型
        4.2.2 轉(zhuǎn)角測(cè)量單元的選型
        4.2.3 超高傾角測(cè)量單元的選型
        4.2.4 軌距測(cè)量單元的選型
        4.2.5 里程測(cè)量單元的選型
        4.2.6 轉(zhuǎn)角驅(qū)動(dòng)單元的選型
    4.3 電氣硬件設(shè)計(jì)
        4.3.1 ARM芯片簡(jiǎn)介
        4.3.2 主控電路設(shè)計(jì)
        4.3.3 AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
        4.3.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
        4.3.5 LCD電路設(shè)計(jì)
    4.4 ARM軟件設(shè)計(jì)
        4.4.1 μC/OS-II操作系統(tǒng)的移植
        4.4.2 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)
        4.4.3 AD轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)
        4.4.4 SD卡程序設(shè)計(jì)
        4.4.5 參數(shù)計(jì)算程序設(shè)計(jì)
        4.4.6 電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)
        4.4.7 LCD程序設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
5 試驗(yàn)
    5.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>    5.2 選型試驗(yàn)
        5.2.1 激光傳感器測(cè)距性能試驗(yàn)
        5.2.2 激光傳感器重復(fù)性試驗(yàn)
        5.2.3 被測(cè)物誤差分析
        5.2.4 測(cè)量入射角度誤差分析
    5.3 性能試驗(yàn)
        5.3.1 試驗(yàn)過程
        5.3.2 數(shù)據(jù)對(duì)比
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間取得的科研成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3781413