[发明专利]一种检测轨冠饱满度的数值计算方法

说明书

本发明提出了一种检测轨冠饱满度的数值计算方法，该方法包括确定轨冠的拐点；确定轨冠的中心线；轨冠饱满度判定：利用中心线为对称轴，向轨冠两边依次取多个对应的数据点；计算两点之间的角度值：将数据点依次连线得到两条折线段，得到每一小段的斜率，从而获得两点间的角度值；在钢轨轨冠上取若干的数据点后，计算出整个轨冠的总面积S；如果得到的每个角度值在合格域内，再继续比较被测轨冠和外轮廓线和内轮廓线分别得到的面积，如果面积仍在对应的合格域内，则可以判定该钢轨的轨冠饱满度符合要求，反之，轨冠饱满度不符合要求。本发明通过数值计算精确地判定钢轨的轨冠饱满度是否满足标准要求。

技术领域

本发明涉及钢轨检测领域，尤其涉及一种检测轨冠饱满度的数值计算方法。

背景技术

目前，在钢轨各个参数检测的现有标准中，钢轨轨冠饱满度应符合TB/T2344-2012的规定要求。其中，高速轨和普速轨的偏差分别为(-0.5，+0.6)mm，(-0.3，+0.6)mm，标准值10mm。在实际检测中，大多测量方法采用人工测量来判断饱满度是否合格，参数获取的准确性有待提高。

激光图像处理技术常常应用于非接触式钢轨廓形检测系统，其原理将激光扫描到钢轨表面上，然后利用相机对激光束进行拍照并从钢轨轮廓中提取图像和还原，最后进行钢轨廓形的检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测轨冠饱满度的数值计算方法，通过数值计算精确地判定钢轨的轨冠饱满度是否满足标准要求。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种检测轨冠饱满度的数值计算方法，该方法包括：

步骤一，利用扫描法确定轨冠的拐点；

步骤二，利用步骤一中的拐点数据确定轨冠的中心线；

步骤三，轨冠饱满度判定：

步骤3.1，利用步骤二的中心线为对称轴，向轨冠两边依次取多个对应的数据点；

步骤3.2，计算两点之间的角度值：将步骤3.1中的数据点依次连线得到两条折线段，得到每一小段的斜率，从而获得两点间的角度值；

步骤3.3，计算轨冠的面积：在钢轨轨冠上取若干的数据点后，计算出整个轨冠的总面积S；

步骤3.4，判断轨冠饱满度是否合格：如果得到的每个角度值在合格域内，再继续比较被测轨冠和外轮廓线和内轮廓线分别得到的面积，如果面积仍在对应的合格域内，则可以判定该钢轨的轨冠饱满度符合要求，反之，轨冠饱满度不符合要求；

其中，由钢轨外轮廓线相应的角度值以及钢轨内轮廓线相应的角度值得到的角度值范围为合格域。

进一步，步骤一中扫描法确定轨冠的拐点的方法如下：

利用激光轮廓仪扫描钢轨，从激光轮廓仪得到的数据中，钢轨轨冠左右两边各取第701-1000共三百个数据点，每个数据点之间的间隔为0.2mm；

根据离散点的二阶导公式：

其中，y”表示二阶导数值，x表示横坐标值,h表示偏移量，表示x＝x₀+h时的函数值，表示x＝x₀时的函数值，表示x＝x₀-h时的函数值

可以得到每个数据点的二阶导数，二阶导数值最大的点即为拐点A(x_A，y_A)、B(x_B，y_B)。

进一步，步骤二中轨冠的中心线确定方法如下：