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文檔簡介

基于2D傳感器的鋼軌橫斷面檢測系統(tǒng)及其算法研究鐵路是國家交通運(yùn)輸?shù)拇髣用},承擔(dān)了70%以上的客運(yùn)和貨運(yùn)任務(wù)。鋼軌是鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,直接承受列車載荷并引導(dǎo)車輪運(yùn)行。惡劣的自然環(huán)境腐蝕和列車的高速、重載、高密度運(yùn)行會對鋼軌造成嚴(yán)重?fù)p害。這不僅加劇了軌道結(jié)構(gòu)部件的傷損,嚴(yán)重影響了鋼軌的使用壽命,也危及了列車安全。因此,精確、快速的檢測出鋼軌輪廓,并對其分析得出鋼軌橫斷面精度值成為了鐵路維護(hù)不可或缺的流程。為此,本文在分析國內(nèi)外鋼軌橫斷面檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了一種基于2D數(shù)字激光傳感器的高精度動態(tài)檢測鋼軌橫斷面的系統(tǒng)。論文主要工作概括如下:(1)論述了鋼軌橫斷面檢測中的技術(shù)基礎(chǔ),簡單對比了各自的優(yōu)缺點(diǎn),并確定了本文設(shè)計的鋼軌橫斷面檢測系統(tǒng)采用激光位移技術(shù)。(2)針對鋼軌橫斷面檢測過程中,由于點(diǎn)頭和搖頭振動使得測量輪廓發(fā)生變形,從而影響輪廓校準(zhǔn)精度的問題,本文提出了一種基于遺傳算法優(yōu)化的仿射變換方法對變形輪廓進(jìn)行校準(zhǔn)。并通過實(shí)驗(yàn),論證了該校準(zhǔn)算法的有效性。(3)結(jié)合本文提出的輪廓校準(zhǔn)算法,給出了本文設(shè)計的鋼軌橫斷面檢測系統(tǒng)的設(shè)計方案:通過編碼器產(chǎn)生脈沖,觸發(fā)兩個2D數(shù)字激光傳感器對左右鋼軌進(jìn)行同步采樣,采集到的輪廓經(jīng)過交換機(jī)傳給計算機(jī)上的軟件系統(tǒng),軟件系統(tǒng)利用本文所提出的基于遺傳算法優(yōu)化的仿射變換方法對輪廓進(jìn)行校準(zhǔn)處理,再和標(biāo)準(zhǔn)輪廓對比計算出鋼軌橫斷面精度,并對計算出的鋼軌橫斷面精度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時顯示和保存。(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室搭建的實(shí)驗(yàn)平臺,對本文設(shè)計的鋼軌橫斷面檢測系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測試,主要進(jìn)行了重復(fù)性測試、精度測試以及抗干

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