[发明专利]一种提取轮轨车轮空间轮缘最低点的方法

说明书

本发明公开一种提取轮轨车轮空间轮缘最低点的方法，包括以下步骤：S1、激光位移传感器布设；S2、激光位移传感器数据获取和三维坐标变换；S3、激光位移传感器发射的激光平面的确定；S4、空间轮缘数据点的投影及端面投影直线的确定；S5、空间轮缘投影曲线的拟合及空间轮缘最低点的初步提取；S6、提取最终的空间轮缘最低点。本发明所述的提取轮轨车轮空间轮缘最低点的方法，其提取的结果更为准确、实用，从而可以为轮对外形尺寸参数的非接触式在线准确测量提供可靠的保证，非常适用于轨道交通监测工程技术当中。

技术领域

本发明属于交通监测工程技术领域，具体涉及一种提取轮轨车轮空间轮缘最低点的方法。

背景技术

在地铁、轻轨等基础交通建设当中，轮对不仅承受着车体的全部重量，而且负责传递轮对与钢轨间的作用力，因此，轮对是列车走行结构中极其重要的部件，是影响列车安全运行的重要因素。

然而，由于轮对在列车运行过程中不断与钢轨表面发生摩擦，易造成轮对踏面的磨耗；另外，在轮对通过曲线或道岔时，轮对的轮缘部分与钢轨内侧面发生摩擦，也容易造成轮缘的磨耗。基于前述的轮对踏面的磨耗、以及轮缘的磨耗，易导致轮对的外形尺寸发生改变，从而导致列车运行的安全性下降。

因此，是否能够及时、准确、快捷地检测出轮对外形尺寸参数(比如轮缘厚、轮缘高、以及轮径等)，以实时掌握轮对的质量状况，消除事故隐患，是轨道交通发展中必须要解决的难题。其中，车轮空间轮缘最低点的精确提取是保证精确检测轮对外形尺寸参数的重要环节，然而，当前还没有一种合适的方法以用于精确提取车轮空间轮缘最低点，从而保证轨道车辆在线监测的准确性。

发明内容

为了解决现有技术所存在的缺陷，本发明提供了一种提取轮轨车轮空间轮缘最低点的方法，其所提取的结果更为准确、实用。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

一种提取轮轨车轮空间轮缘最低点的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、激光位移传感器布设；

S2、激光位移传感器数据获取和三维坐标变换：所述激光位移传感器探测待测车轮的轮缘并获取探测点的坐标后，再通过三维坐标变换的方式将所述探测点的坐标从所述激光位移传感器自身的坐标系全部转换到以待测车轮的圆心为原点的大地坐标系下；

S3、激光位移传感器发射的激光平面的确定：对于同一所述激光位移传感器，选取其所测的空间轮缘数据点上的其中三点，得到该激光传感器发出的激光平面在所述大地坐标系中的坐标方程；

S4、空间轮缘数据点的投影及端面投影直线的确定：在所述大地坐标系中，将所述激光位移传感器所测得的空间轮缘数据点向xoz平面做投影；在xoz平面内，先设定转折点阈值，然后找到端面投影直线的转折点，从而求取端面投影直线方程；

S5、空间轮缘投影曲线的拟合及空间轮缘最低点的初步提取：以所述端面投影直线为参照选择空间轮缘最低点的部分数据点段，进行曲线拟合，求出空间轮缘最低点在xoz平面投影坐标值；

S6、提取最终的空间轮缘最低点：根据步骤S3所确定的激光平面的坐标方程、以及步骤S5提取的空间轮缘最低点在xoz平面投影坐标值，求出待测的空间轮缘最低点在所述大地坐标系中的坐标值。

进一步的，在所述步骤S1中，激光位移传感器的布设方法包括：

将三个所述激光位移传感器安装在轨道内侧的与轨道平行的直线上；三个所述激光位移传感器与铅垂线的夹角分别为β₁、β₂、β₃，三个所述激光位移传感器与沿轨道方向的纵向水平线的夹角分别为α₁、α₂、α₃。