[发明专利]一种列车车轴空间直线度测量方法

权利要求书

1.一种列车车轴空间直线度测量方法，其特征在于，包括：

通过线结构光3D传感器沿列车车轴轴向运动，获取多组被测列车车轴信息的点云数据；

应用神经网络对所述点云数据进行预处理；

经预处理后的点云数据，进行空间圆拟合，生成列车车轴各截面圆心坐标；

将所述各截面圆心坐标进行投影；

根据狼群算法，对投影到平面的空间线进行拟合，并还原为空间直线，计算出所述空间直线的直线度。

2.如权利要求1所述的一种列车车轴空间直线度测量方法，其特征在于，应用神经网络对所述点云数据进行预处理，包括：

构建一个四层神经网络，将点云数据的三坐标中的X方向及Z方向点云数据作为输入，Y方向点云作为训练后的期望结果输出；

通过神经网络的训练，将输出的期望数据与预设数据对比；

剔除超出误差允许范围的噪声点。

3.如权利要求1所述的一种列车车轴空间直线度测量方法，其特征在于，所述空间圆拟合，包括：空间球拟合及空间平面拟合。

4.如权利要求3所述的一种列车车轴空间直线度测量方法，其特征在于，所述空间球拟合，包括：

设空间球方程为：

(x-a)²+(y-b)²+(z-c)²＝R² (1)

将方程展开，得到x²+y²+z²-2ax-2by-2cz+a²+b²+c²＝R² (2)

令A＝2a，B＝2b，C＝2c，D＝a²+b²+c²-R² (3)

则式(2)化简为：x²+y²+z²-Ax-By-Cz+D＝0 (4)

将式(4)用矩阵表达，如式(5)：

根据式(5)待求参数，即该式可转化为：

解得待求参数A、B、C、D,将其代入即可得到空间球心坐标(a,b,c)及空间球半径R₀。

5.如权利要求4所述的一种列车车轴空间直线度测量方法，其特征在于，所述空间平面拟合包括：

设空间平面方程为：A'x+B'y+C'z+1＝0，常用于空间平面方程的表达，将其转变成矩阵形式，如式(7)所示：

则待求参数可表达为式(8)：

求出系数A'，B'，C'。

6.如权利要求5所述的一种列车车轴空间直线度测量方法，其特征在于，经预处理后的点云数据，进行空间圆拟合，生成列车车轴各截面圆心坐标，包括：

将所述空间球方程(6)与空间平面方程(8)联立，通过求解，得到待求的空间圆的圆心坐标(O_a,O_b,O_c)和空间圆半径r₀。