[发明专利]一种基于激光测距的城轨列车车轮直径检测方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于激光测距的城轨列车车轮直径检测方法及系统，包括以平行于轨道延伸方向安装于轨道内侧的两组2D激光位移传感器，两组传感器的激光源与轨道上表面处于同一平面。两组2D激光位移传感器探测获取车轮踏面轮廓线，通过坐标旋转变换将传感器坐标转换到与车轮内端面平行的平面内，获取车轮内端面横坐标，以此建立滤窗对数据进行干扰点滤除；提取距车轮内端面70mm处踏面点的数据，通过几何关系计算选取车轮轮心位于两组传感器激光光源中垂线上的那组采集数据作为计算数据，结合传感器安装参数，由几何关系得到车轮直径。本发明具有检测速度快、测量精度高、系统结构简单、安装方便、在线非接触式测量等特点。

主权项

1.一种基于激光测距的城轨列车车轮直径检测方法，其特征在于步骤如下：步骤1，传感器布设，在轨道内侧依次设置两组2D激光位移传感器，记为L1、L2，L1和L2的激光源点在同一条直线上，该直线平行于轨道延伸方向且和轨道顶面在同一水平面上，两组激光位移传感器之间的水平距离为L，激光位移传感器L1、L2与钢轨铅垂线的夹角均为β，与沿钢轨的水平线夹角均为α，与钢轨的水平安装距离均为l；步骤2，数据获取及坐标变换，两组激光位移传感器L1、L2同时探测车轮得到探测点的坐标，令激光位移传感器自身坐标系为将轴旋转变换到与车轮内端面平行的平面内，得到坐标系k＝1、2，分别表示激光位移传感器L1、L2；步骤3，数据干扰点滤除，根据步骤2，提取车轮内端面横坐标值U(k)，以此建立滤窗，滤除数据干扰点；步骤4，关键点获取，根据步骤3获取的车轮内端面横坐标值U(k)，提取(U(k)‑80,U(k)‑60)范围内的点进行曲线拟合，得到拟合方程，根据曲线拟合方程确定U(k)‑70mm处的车轮踏面数据点，并得到在与车轮内端面平行的平面内，两组激光位移传感器L1、L2激光点到距车轮内端面70mm处点的距离值d(1)、d(2)；步骤5，关键踏面选择，根据步骤4获得的激光位移传感器L1、L2在车轮内端面平行的平面内，两组激光位移传感器L1、L2激光点到距车轮内端面70mm处点的距离值d(1)、d(2)，根据|d(1)‑d(2)|≤0.03原则，选取车轮轮心在激光位移传感器L1、L2中心线上时刻的车轮踏面数据；步骤6，车轮直径计算，根据步骤5获得的关键踏面数据，结合α、β、l传感器布设参数，由几何关系得到车轮直径D。