基于激光三角测量原理的轨距检测系统研究.pdfVIP

学兔兔 第34卷 第9期 仪 器 仪 表 学 报 Vo1．34 No．9 2013年 9月 ChineseJournalofScientificInstrument Sep．2013 基于激光三角测量原理的轨距检测系统研究 史红梅 ，张继科 (北京交通大学机械与电子控制工程学院 北京 100044) 摘 要：轨距是轨道几何尺寸中的一个重要参数，及时掌握轨距信息对保证行车安全具有重要意义。基于激光三角测量原理 研发了一种安装于路轨两栖综合检测车上的轨距检测系统。该系统使用2组共6台二维激光扫描传感器获得左右钢轨断面轮 廓 ，利用基于CPLD的同步信号触发模块保证各传感器数据同步。通过对采集的钢轨断面轮廓数据采用基于不连续度的自适 应滤波和钢轨弧形区特征提取算法 ，实时提取轨距特征点并计算显示当前断面轨距值。实验结果表明，该轨距检测系统可实现 轨距参数的非接触式动态实时测量，检测车运行速度为40km／h时钢轨断面采样间隔3．7mill，轨距检测精度 ±0．8mm。 关键词 ：轨距测量；激光扫描传感器；钢轨断面轮廓；平滑滤波器 中图分类号：U213．2 15 TP23 文献标识码 ：A 国家标准学科分类代码：580．30 Studyon trackgaugemeasurementsystem basedonlasertriangulationprinciple ShiHongmei，ZhangJike (SchoolofMechanical，ElectronicandControlEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Bering100044，China) Abstract：Trackgaugeisanimportantparameterofalltrack geometryparameters，thusitisofgreatsignificanceto masterthetrackgaugeinformationintimeforthetrainoperationsafety．A trackgaugemeasurementsystem basedon lasertriangulationprincipleisproposedinthispaper，whichismountedontheroad-railcomprehensiveinspectionve— hicle．Twosetsof2D laserscanningsensors，whicharetotallysix，areused inthesystem toacquiretherailsection profileandasynchronoussignaltriggeringmodulebaseonCPLD isdesignedtomakeallthesensorstoworksynchro— nously．Theadaptivefilteringalgorithmbasedondiscontinuousdegreeisemployedtoadjusttheweightfactorinthe processingofrailsectionoutlinedata；andthetrackgaugepointsareextractedaccordingtorailarcsectioncharacter— isticalgorithm；andtherailgaugeofcurrentrailsectioniscalculated．Theexperimentalresultsshow thatthetrack gaugemeasurementsystem canrealizethe dynamicandn