基于激光輪廓傳感器的鋼軌外形檢測系統(tǒng).pdf

1、目前我國已經(jīng)進入了鐵路全面發(fā)展時期，在很大程度上推進了經(jīng)濟增長，方便了人民的交通出行以及運輸生產(chǎn)，同時也對鋼軌的質(zhì)量提出了更高的要求。鋼軌焊接基地對鋼軌外形檢測主要采用機械式接觸測量，不僅勞動強度大、檢測效率低下、工作環(huán)境差，并且存在測量結果可靠性低、數(shù)據(jù)不易保存等問題，嚴重影響了鐵路的進一步發(fā)展?，F(xiàn)有的圖像測量法、光學測量法在一定程度上提高了工作效率以及測量精度，但在測量全面性、數(shù)據(jù)可靠性等方面有待改進。本文旨在提出一種利用激光輪廓傳

2、感器研發(fā)的高效、精準、智能并對鋼軌外形進行全面檢測的系統(tǒng)。
　　本系統(tǒng)采用4個激光輪廓傳感器的組合掃描鋼軌，利用坐標系轉(zhuǎn)換原理獲得完整的鋼軌斷面數(shù)據(jù)，利用限幅濾波法和加權遞推平均濾波法對數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)TB/T3276-2011、TB/T2344-2012計算鋼軌斷面幾何尺寸。激光輪廓傳感器在高精度導軌、同步帶輪的導向及傳動下動態(tài)掃描鋼軌端部，結合位移傳感器采集的輪廓位置數(shù)據(jù)數(shù)字化鋼軌的三維立體圖像，采用弦測法結合移動平均平滑法

3、計算鋼軌端部平直度，采用共面法計算鋼軌端部扭曲度，完成了對鋼軌的全面檢測。
　　激光輪廓傳感器自身精度限制以及機械振動的影響是本系統(tǒng)測量誤差的主要來源，采用鋼棍充當參照物的設計減少機械振動的影響，進一步提高了系統(tǒng)精度。本文從測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及準確性兩方面對其精度進行驗證，得到系統(tǒng)測量結果標準差為10～30μm，對比誤差為10～50μm，證實本系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠地完成鋼軌斷面幾何尺寸、平直度、扭曲度的全面檢測。
　　除此之外