以激光輪廓儀采集得到的鋼軌表面遠(yuǎn)近距離為基礎(chǔ),提出了一種非接觸式的鋼軌類大構(gòu)建表面平直度檢測方法。由于單個(gè)激光輪廓儀視場有限,為了獲取完整斷面信息,使用多個(gè)輪廓儀,將測量結(jié)果所在坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)、平移至同一坐標(biāo)中研究。實(shí)際測量中機(jī)械振動(dòng)、鋼軌表面附著物等因素對測量結(jié)果產(chǎn)生了一定的干擾,采用一種自適應(yīng)均值濾波方法,提高了測量的穩(wěn)定性。對同一鋼軌進(jìn)行多次測量,平直度測量的結(jié)果重復(fù)精度穩(wěn)定在±0.05 mm以內(nèi),充分證明了非接觸式激光輪廓儀測量鋼軌平直度的可靠性。 

【文章來源】：傳感器與微系統(tǒng). 2020,39(09)CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

激光輪廓儀工作原理

每個(gè)激光都有自己坐標(biāo)系，其中X軸的數(shù)據(jù)表示鋼軌斷面被測點(diǎn)的遠(yuǎn)近信息，Y軸表示激光輪廓儀的測量范圍，Z軸表示鋼軌檢測的方向。4個(gè)三維空間坐標(biāo)系如圖2所示。為了簡化模型減低計(jì)算復(fù)雜度，可以將坐標(biāo)系O2,O3,O4相轉(zhuǎn)換到O1坐標(biāo)系內(nèi)，其中坐標(biāo)系O2相對于坐標(biāo)系O1繞Z軸旋轉(zhuǎn)了π/2，坐標(biāo)系O3相對于坐標(biāo)系O2繞Z軸旋轉(zhuǎn)了π/2，坐標(biāo)系O2,O3相對于O1坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)矩陣分別記為O1O2R,O1O3R,O2,O3,O4相對于O1的平移變換矩陣分別為T2,T3,T4，假設(shè)O2,O3,O4中各有一點(diǎn)P2,P3,P4，變換到O1坐標(biāo)系內(nèi)為P"2,P"3,P"4，齊次變換公式為

三維重構(gòu)的效果如圖3所示。最小二乘法在鋼軌的三維輪廓拼接處理時(shí)尋找特征點(diǎn)是比較重要且切實(shí)可行的算法。在平直度的計(jì)算時(shí)提取鋼軌頂部中心點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí)，由于鋼軌頂部為水平直線，可以將離散的數(shù)據(jù)使用式(6)進(jìn)行差分處理，在一定長度范圍內(nèi)ΔD(x)=0，即可認(rèn)為該區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)即為鋼軌頂面中心線出高度

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3241098