本文關(guān)鍵詞：隧道形變動(dòng)態(tài)檢測與分析系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：檢測地鐵隧道是否發(fā)生形變直接關(guān)系到列車行車安全。針對傳統(tǒng)人工靜態(tài)檢測不適合運(yùn)營地鐵隧道的情況,本論文設(shè)計(jì)了一套基于激光掃描測距原理的車載隧道形變動(dòng)態(tài)檢測與分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠有效對地鐵隧道形變進(jìn)行檢測和分析,實(shí)現(xiàn)對形變?yōu)暮Φ谋O(jiān)測和預(yù)警。論文首先介紹了系統(tǒng)的工作原理及總體設(shè)計(jì)方案;然后介紹了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括主要傳感器選型,LMS500數(shù)據(jù)處理與USB數(shù)據(jù)傳輸；接著介紹了數(shù)據(jù)處理算法設(shè)計(jì),包括多傳感器相對定位算法與基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隧道建模算法：最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。為適應(yīng)列車高速運(yùn)行的狀態(tài),本論文采用高速激光掃描測距儀和高速激光位移傳感器升級了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),設(shè)計(jì)新的FPGA數(shù)據(jù)采集模塊增強(qiáng)了系統(tǒng)的通用性,并利用USB接口提高了數(shù)據(jù)傳輸速度,實(shí)現(xiàn)各傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)高速采集,完善了原有系統(tǒng)。本論文提出了一套隧道形變檢測與分析算法,包括多傳感器相對定位算法與基于RBF(Radial Basis Function, RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隧道建模算法。多傳感器相對定位算法,在不增加成本的前提下,利用系統(tǒng)已有的轉(zhuǎn)速傳感器、激光掃描測距儀和激光位移傳感器分別獲取公里標(biāo)、隧道特征數(shù)據(jù)與軌道特征數(shù)據(jù)。該算法通過公里標(biāo)與隧道特征數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)粗校準(zhǔn)定位,通過公里標(biāo)與軌道特征數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)細(xì)校準(zhǔn)定位,最終完成高精度、高可靠性的相對定位,解決了單一轉(zhuǎn)速傳感器定位精度受限造成的同一位置周期性檢測數(shù)據(jù)不匹配的問題,實(shí)現(xiàn)了周期性檢測數(shù)據(jù)的融合,為后續(xù)隧道模型的建立奠定基礎(chǔ)�；赗BF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隧道建模算法,通過對融合后的隧道三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行多周期訓(xùn)練,建立多重RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),不斷優(yōu)化隧道模型,最終建立出隧道內(nèi)壁模型和特殊區(qū)域模型。在完成實(shí)際檢測與模型建立的基礎(chǔ)上,將實(shí)際檢測數(shù)據(jù)與模型輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,完成形變分析。為驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性,在地鐵隧道現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室軌道環(huán)境分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)能夠有效進(jìn)行相對定位并建立隧道模型,相對定位精度可達(dá)±1Ocm,形變分析精度可達(dá)±10mm。實(shí)現(xiàn)了隧道輪廓形變的檢測與分析,達(dá)到了預(yù)期要求。
【關(guān)鍵詞】：激光掃描測距 USB接口 相對定位 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 隧道建模 形變分析
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U456.3
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 研究的背景與意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 研究內(nèi)容與章節(jié)安排20-23
• 2 隧道形變動(dòng)態(tài)檢測與分析系統(tǒng)總體方案23-27
• 2.1 系統(tǒng)工作原理23-24
• 2.2 總體方案設(shè)計(jì)24-26
• 2.2.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)24-25
• 2.2.2 數(shù)據(jù)處理算法設(shè)計(jì)25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-45
• 3.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要設(shè)備27-30
• 3.1.1 激光掃描測距儀27-29
• 3.1.2 激光位移傳感器29-30
• 3.2 LMS500數(shù)據(jù)處理30-32
• 3.2.1 LMS500與FPGA接口設(shè)計(jì)30-31
• 3.2.2 LMS500數(shù)據(jù)采集邏輯設(shè)計(jì)31-32
• 3.3 USB接口數(shù)據(jù)傳輸32-42
• 3.3.1 USB芯片簡介32-34
• 3.3.2 USB與FPGA接口設(shè)計(jì)34-36
• 3.3.3 USB接口邏輯設(shè)計(jì)36-39
• 3.3.4 USB固件程序設(shè)計(jì)39-42
• 3.4 本章小結(jié)42-45
• 4 數(shù)據(jù)處理算法設(shè)計(jì)45-61
• 4.1 多傳感器相對定位算法設(shè)計(jì)45-51
• 4.1.1 相對定位原理46-47
• 4.1.2 確定基準(zhǔn)數(shù)據(jù)47
• 4.1.3 粗校準(zhǔn)定位47-49
• 4.1.4 細(xì)校準(zhǔn)定位49-51
• 4.2 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隧道建模算法51-59
• 4.2.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)52-53
• 4.2.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與內(nèi)插53-55
• 4.2.3 隧道建模算法原理55
• 4.2.4 隧道模型建立55-59
• 4.3 形變分析59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與結(jié)果分析61-81
• 5.1 多傳感器相對定位算法驗(yàn)證62-69
• 5.1.1 粗校準(zhǔn)定位驗(yàn)證62-67
• 5.1.2 細(xì)校準(zhǔn)定位驗(yàn)證67-69
• 5.2 基于RBF的隧道建模算法及形變分析驗(yàn)證69-76
• 5.2.1 地鐵環(huán)境模型及形變驗(yàn)證69-72
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境模型及形變驗(yàn)證72-76
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及誤差分析76-77
• 5.4 三維點(diǎn)云顯示77-78
• 5.5 本章小結(jié)78-81
• 6 結(jié)論81-83
• 6.1 論文工作總結(jié)81-82
• 6.2 展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 作者簡介及攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果87-91
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集91

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 付延龍,項(xiàng)盛軍;談動(dòng)態(tài)檢測指導(dǎo)線路維修工作必要性[J];哈鐵科技通訊;1992年04期

2 洪玉輝,張生玉,胡曉依,李志民;機(jī)車軸承動(dòng)態(tài)檢測技術(shù)應(yīng)用研究[J];鐵道機(jī)車車輛;2003年03期

3 涂傳新;;充分利用各種平臺,做好信號動(dòng)態(tài)檢測分析工作[J];鐵道通信信號;2011年10期

4 李淑珍,趙建州,張華;信號動(dòng)態(tài)檢測網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)[J];鐵道通信信號;2004年08期

5 畢方全;梁山;;船舶“超吃水”航行動(dòng)態(tài)檢測方法研究[J];中國水運(yùn)(下半月);2011年07期

6 ;火車輪對外形磨損動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)方案研究[J];中國計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào);2001年02期

7 蔡慶云;;機(jī)車動(dòng)態(tài)檢測噪聲的防治[J];鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì);2006年05期

8 唐雷;;鐵路軌道動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)應(yīng)用探究[J];科技創(chuàng)業(yè)家;2013年02期

9 陳林,戴興慶,龔祖銘;圓光柵動(dòng)態(tài)檢測的填脈沖比相法及其數(shù)據(jù)處理[J];上海機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào);1990年04期

10 黃素蓮，張超英，陳勇;機(jī)動(dòng)車重量動(dòng)態(tài)檢測軟件設(shè)計(jì)[J];數(shù)據(jù)采集與處理;1994年02期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 吉文杰;于立業(yè);石志學(xué);;基于圖像的列車故障動(dòng)態(tài)檢測方法研究與設(shè)計(jì)[A];中國計(jì)量協(xié)會(huì)冶金分會(huì)2013年會(huì)論文集[C];2013年

2 杜太行;徐東彬;李玉萍;何莉莉;;車輛動(dòng)態(tài)檢測和抓拍技術(shù)的研究[A];2006中國控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

3 趙鋼;陳東生;周正;劉鐵;劉維楨;;軌道基礎(chǔ)設(shè)施動(dòng)態(tài)檢測信息管理系統(tǒng)[A];鐵道科學(xué)技術(shù)新進(jìn)展——鐵道科學(xué)研究院五十五周年論文集[C];2005年

4 張韜;;接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測中接觸壓力問題的分析及對策[A];中國鐵道學(xué)會(huì)電氣化委員會(huì)2006年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

5 朱飛雄;;我國客運(yùn)專線接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測方法與指標(biāo)[A];中國鐵道學(xué)會(huì)電氣化委員會(huì)2006年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

6 劉介良;邱宗明;黃秋紅;趙敏;朱凌建;;高精度絲杠動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)的研究[A];制造技術(shù)自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

7 王建東;曾慶凱;;整數(shù)漏洞現(xiàn)狀研究[A];2011年全國通信安全學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 中國鐵道科學(xué)研究院提供;為新建客運(yùn)專線量身定制 科學(xué)的竣工驗(yàn)收動(dòng)態(tài)檢測標(biāo)準(zhǔn)[N];人民鐵道;2010年

2 盧伏龍邋饒偉國;讓優(yōu)秀一線職工脫穎而出[N];人民鐵道;2008年

3 通訊員 蔣方槐 周燕;廣西德靖鐵路通過動(dòng)態(tài)檢測[N];人民鐵道;2012年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 顏紅金;眼睛動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D];暨南大學(xué);2011年

2 張劍寅;Web服務(wù)沖突動(dòng)態(tài)檢測和解決方法的研究[D];北京郵電大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王星;隧道形變動(dòng)態(tài)檢測與分析系統(tǒng)研究[D];北京交通大學(xué);2016年

2 孫愷;機(jī)車臺架黏滑試驗(yàn)動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2014年

3 毛真;大米品質(zhì)動(dòng)態(tài)檢測算法的研究[D];大連理工大學(xué);2008年

4 陳國利;中加礦業(yè)公司礦石品位動(dòng)態(tài)檢測及質(zhì)量控制系統(tǒng)試驗(yàn)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2009年

5 楊志鵬;井下采油工具動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)技術(shù)評價(jià)[D];天津大學(xué);2004年

6 崔曉麗;計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)檢測生絲細(xì)度[D];蘇州大學(xué);2001年

7 南振會(huì);鐵路紅外線檢測車的研制及關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2005年

8 于東;前束動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];長安大學(xué);2012年

9 佘九華;人臉動(dòng)態(tài)檢測與實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2008年

10 韓震;基于紋理匹配的改進(jìn)Mean-shift人臉快速動(dòng)態(tài)檢測算法研究[D];東北大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：隧道形變動(dòng)態(tài)檢測與分析系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：275109