当前位置:主页 > 科技论文 > 电子信息论文 >

道岔外形二维激光测量技术研究

发布时间:2018-06-24 11:00

  本文选题:道岔测量 + 激光测量 ; 参考:《西南交通大学》2016年硕士论文


【摘要】:道岔是铁路轨道连接的重要设备,由于磨损而导致的廓形变化极大地影响了列车的运行安全,因此道岔廓形的测量显得尤为重要。目前激光测量技术逐渐应用到铁路行业,但在尺寸较大、构型复杂的道岔方面的应用却非常少。本文对二维激光传感器在道岔外形轮廓的测量方面进行了研究,主要工作如下:第一,通过查阅资料分析了道岔检测和激光测量的研究现状,研究了激光测量技术及原理和道岔参数及评价方法,并确定了整体系统的研究方案。第二,研究了本文所用二维激光传感器的通讯协议及库函数,基于VC++平台调用其动态链接库,并编写程序,实现了对激光测量数据的传输与保存。第三,当仅传感器的旋转角度固定时,通过坐标转换将多次的测量数据转换到同一坐标系下、利用最小二乘法分别进行曲线拟合,通过比较斜率找出公共区域并确定平移量,从而实现了对多次测量曲线的拼接,并对该曲线拼接方法进行了误差分析。结果表明:该方法能够将道岔的整个廓形进行拼接,但存在一定的误差。通过比较拟合曲线的斜率而确定的平移量的误差较大,且发现,拼接时公共区域的斜率越小,平移量的误差越大;旋转角度的误差则是引起旋转部分误差分布不均匀的主要原因。可见仅确定传感器的旋转角度而不确定其平移量时,拼接结果很难满足精度要求,因此需要同时确定传感器的旋转角度和平移量。第四、在确定旋转角度和平移量的情况下,在MATLAB中通过对多次测量的数据进行坐标转换实现了数据的拼接。同时建立了相应的正解模型和逆解模型,并在此基础上对参数引起的误差进行仿真分析。结果表明:(1)、当传感器旋转基准点设在距离光源出射点215mm的位置时,误差最小;(2)、在满足(1)的条件下,传感器测量被测物体时,避开测量区域中X方向和Y方向边缘的位置,可减小拼接误差;(3)、传感器旋转角度误差△θ对拼接误差同样存在影响,△θ越小,误差的最大值就越小,因此可根据测量精度的需求选择合适的角度编码器。
[Abstract]:Turnout is an important equipment for railway track connection. The variation of profile caused by wear has greatly affected the safety of train operation, so it is particularly important to measure the profile of turnout. At present, laser measurement technology is gradually applied to railway industry, but it is seldom used in large size and complicated turnout. The main work of this paper is as follows: firstly, the research status of turnout detection and laser measurement is analyzed by consulting the data. The technique and principle of laser measurement, the parameters and evaluation method of switch are studied, and the research scheme of the whole system is determined. Secondly, the communication protocol and library function of the two-dimensional laser sensor used in this paper are studied. The dynamic link library is called based on VC platform, and a program is written to realize the transmission and preservation of laser measurement data. Third, when only the rotation angle of the sensor is fixed, the measurement data are converted to the same coordinate system by coordinate transformation, and the curve fitting is carried out by the least square method, and the common area is found by comparing the slope and the amount of translation is determined. Thus, the splicing of multiple measurement curves is realized, and the error analysis of the splicing method is carried out. The results show that the method can splice the whole profile of the switch, but there are some errors. By comparing the slope of the fitting curve, the error of the translation is larger, and it is found that the smaller the slope of the common area is, the greater the error of the translation is. The error of rotation angle is the main reason of uneven distribution of rotation error. It can be seen that when only the rotation angle of the sensor is determined and the translation amount is not determined, the stitching result is difficult to meet the precision requirement. Therefore, it is necessary to determine the rotation angle and the translation amount of the sensor at the same time. Fourthly, in the case of determining the rotation angle and the translation amount, the data splicing is realized by coordinate transformation of the data measured many times in MATLAB. At the same time, the corresponding positive solution model and inverse solution model are established, and then the error caused by the parameters is simulated and analyzed. The results show that: (1) when the sensor rotation reference point is located at the position from the 215mm, the error is minimum; (2) when the condition of (1) is satisfied, the sensor avoids the position of X direction and Y direction edge in the measurement area. (3) the sensor rotation angle error 胃 has the same effect on the splicing error. The smaller 胃, the smaller the maximum error is, so the appropriate angle encoder can be selected according to the requirement of measurement accuracy.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN249

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘键;激光测量血流[J];物理;1985年06期

2 王建平;;利用激光测量森林[J];国际科技交流;1987年05期

3 ;速度和长度的激光测量[J];冶金自动化;1997年01期

4 殷一贤;一部巨著——评《激光测量学》[J];激光杂志;1999年02期

5 ;激光测量[J];中国光学与应用光学文摘;2001年06期

6 ;激光测量[J];中国光学与应用光学文摘;2002年04期

7 ;激光测量[J];中国光学与应用光学文摘;2002年06期

8 ;激光测量[J];中国光学与应用光学文摘;2003年01期

9 ;激光测量[J];中国光学与应用光学文摘;2004年06期

10 贾生全;童飞;宋德朝;李红涛;;激光测量在汽车轴距差测量中的应用[J];电气自动化;2007年03期

相关会议论文 前5条

1 洪占勇;邓善熙;杨永跃;;车轮热轧轮胚尺寸激光测量仪的研究[A];2009全国虚拟仪器大会论文集(一)[C];2009年

2 方小坤;林晓春;安毓英;;薄膜应力激光测量的新装置[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(A 光电系统总体技术专题)[C];2006年

3 胡建平;张问辉;唐明;马平;;激光损伤阈值单脉冲激光测量方法[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年

4 王杭亮;陈立;;激光测量最新进展[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年

5 赵国民;周涛;姚宏宝;;激光测量火焰温度验证技术研究[A];第十届全国光电技术学术交流会论文集[C];2012年

相关重要报纸文章 前4条

1 龙;用激光测量铸流速度和板坯长度[N];世界金属导报;2007年

2 王超;用于板坯连铸机的创新型激光测量装置[N];世界金属导报;2012年

3 炜晨;钢板尺寸激光测量法[N];世界金属导报;2005年

4 记者 丁蕾;便携式激光测距仪[N];扬州日报;2013年

相关硕士学位论文 前7条

1 高聪;道岔外形二维激光测量技术研究[D];西南交通大学;2016年

2 刘杰;便携式车轮廓激光测量仪的研制[D];北京交通大学;2016年

3 隋金雪;激光测量关键技术及其应用研究[D];东北电力大学;2005年

4 闫思家;激光测量目标角振动的研究[D];电子科技大学;2012年

5 杜文Z,

本文编号:2061302


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2061302.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户71e5a***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com