以激光輪廓儀采集得到的鋼軌表面遠近距離為基礎(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。由于單個激光輪廓儀視場有限,為了獲取完整斷面信息,使用多個輪廓儀,將測量結(jié)果所在坐標系旋轉(zhuǎn)、平移至同一坐標中研究。實際測量中機械振動、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

每個激光都有自己坐標系，其中X軸的數(shù)據(jù)表示鋼軌斷面被測點的遠近信息，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個三維空間坐標系如圖2所示。為了簡化模型減低計算復(fù)雜度，可以將坐標系O2,O3,O4相轉(zhuǎn)換到O1坐標系內(nèi)，其中坐標系O2相對于坐標系O1繞Z軸旋轉(zhuǎn)了π/2，坐標系O3相對于坐標系O2繞Z軸旋轉(zhuǎn)了π/2，坐標系O2,O3相對于O1坐標系旋轉(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P2,P3,P4，變換到O1坐標系內(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尋找特征點是比較重要且切實可行的算法。在平直度的計算時提取鋼軌頂部中心點數(shù)據(jù)時，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)進行差分處理，在一定長度范圍內(nèi)ΔD(x)=0，即可認為該區(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】：
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本文編號：3241098