[发明专利]轨道车辆公差尺寸测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆公差尺寸测量系统，通过引入先进测量方法和修配手段，提高轨道车辆内装质量，属于轨道车辆三维测量技术领域。

背景技术

轨道车辆内饰件装配是轨道车辆生产的重要质量控制项点，其控制水平综合反映了轨道车辆产品开发和质量控制水平，因此成为轨道交通车辆制造企业关注的焦点。轨道车辆制造周期中，产品设计、工艺开发、生产阶段均会对内饰装配尺寸产生较大影响。

随着轨道交通行业的蓬勃发展，各界对轨道车辆的制造要求也越来越高。在国外，意大利的Spanesi公司、瑞典的Caroliner公司开发了汽车车身电子测量系统在测量精度、操作性方面具有一定的优势，利用激光、红外线扫描技术可实现对车身三维尺寸的测量，满足了现代汽车维修业对检测技术的新要求。但在国内，智能扫描测量系统在轨道车辆车体生产的应用还比较少。而传统的轨道车辆内饰测量方法是通过人工手动测量，测量结果受人为因素影响较多，且测量的效率和精度等都难以满足现代生产周期的要求。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种轨道车辆公差尺寸测量系统，可以快速高效地测量出轨道车辆内饰公差尺寸。系统具备空间尺寸自动化检测技术，能够同时多点测量，可快速高效的获得被测量车辆内饰的三维数据，从而提高装配效率，对整个轨道交通车辆的装配具有重要意义。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种轨道车辆公差尺寸测量系统，其特征在于：包括手持式测量设备和三维数据处理单元；

手持测量设备，包括DLP投影仪、两台CCD相机、时序控制板、图像采集卡和数据处理器；

三维数据处理单元界面，包括点云显示区、点云信息区、命令编辑区和相机显示区。

所述的轨道车辆公差尺寸测量系统，其特征在于：时序控制板分别与数据处理器、两台CCD相机、DLP投影仪相连，DLP投影仪与数据处理器相连，两台CCD摄像机均通过图像采集卡和数据处理器相连；

所述的轨道车辆公差尺寸测量系统，其特征在于：所述两台CCD相机的光心轴与DLP投影仪光心轴的夹角均在20度至60度之间，且测量时保持DLP投影仪与两台CCD相机的相对位置不变。

所述的轨道车辆公差尺寸测量系统，其特征在于：所述轨道车辆公差尺寸测量系统设置有用于与计算机连接的USB接口。

一种轨道车辆公差尺寸测量方法，采用所述的轨道车辆公差尺寸测量系统，包括以下步骤：

(1)测量前，手持测量设备与计算机采用USB接口进行连接，配套的三维数据处理单元安装在计算机中；测量时，使用DLP投影仪向被测物体投射一组光强呈正旋分布的光栅图像，并使用两台CCD相机同时拍摄经被测物体表面调制而变形的光栅图像；

(2)根据相移算法与多频外差解相法得到光栅图像的绝对相位值；根据预先标定的系统参数或相位-高度映射关系，从绝对相位值计算出被测物体表面的三维点云数据；

(3)获得被测物体的点云数据后，选择对应软件上的菜单项，计算所需车辆内饰公差尺寸，以消息框的形式显示测量结果。

所述的轨道车辆公差尺寸测量方法，其特征在于：车辆内饰公差尺寸包括：平面度、角度、长度、圆柱圆度。

有益效果：本发明提供的轨道车辆公差尺寸测量系统，利用向被测目标对象投射一组光强呈正弦分布的光栅图像，通过相关计算得到被测物体表面的三维点云数据，对三维点云数据进行相关算法处理，得到需要的数据，其中涉及对象的角度、平面度、长度、圆度，也涉及到小型零件的三维检测等。与现有测量车辆内饰公差的方法相比，本发明的优点在于：(1)受人为因素影响小，大大精简了轨道车辆尺寸公差测量的操作步骤，操作简便，检测结果可直观地显示在计算机屏幕上；(2)可采集到传统测量方法测量局部时无法采集到的数据，采集数据效率高；(3)测量尺寸精度高、重复性好。

附图说明

图1为本发明中手持式测量设备的示意图；

图2为本发明中三维数据处理单元界面示意图；

图3为本发明的测量方法；

图4为相位测量轮廓法角度测量原理图；

图5为角点检测法测物体长度原理图；

图6为观测点与轴线几何关系图。

图中：DLP投影仪1，CCD相机2、3，时序控制板4，图像采集卡5、数据处理器6、被测轨道车辆7。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。