[发明专利]感应板廓形检测方法和结构

说明书

本发明公开了感应板廓形检测方法，包括廓形匹配方法、廓形曲线分割和廓形形变评价方法。感应板廓形检测结构包括感应板，感应板包括左右感应板，分别安装在左右轨道上；在左右感应板上方并排安装两台2D激光测量组件；2D激光传感器分别在左右感应板上各投射激光光条；通过2D激光传感器检测出感应板断面廓形，将检测廓形与感应板的标准设计形貌进行比较，得出廓形变化情况，依此评价感应板形变。本发明将检测廓形与标准廓形进行匹配，再通过匹配完成后的结果，对廓形形变进行评价，得到感应板的廓形形变指标，结构合理，方法精准，适于在工程上应用。

技术领域

本发明涉及一种感应板廓形检测方法和结构。

背景技术

感应板作为中低速磁浮列车牵引系统的核心之一，其结构的变形、表面异物干扰等，都将影响中低速磁浮列车的安全运营。目前，采用人工对感应板表面情况进行巡查，效率低、工作量大，同时，由于磁浮线路多为高空架设线路，白天为满足运营需要，检测只能在夜晚进行，人工检测将具有很大的安全隐患，难以满足日常接触轨道检测维护的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种感应板廓形检测方法和结构，便于施工，且检测方法精度高。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：感应板廓形检测方法，包括廓形曲线分割方法、廓形匹配方法和廓形形变评价方法几个步骤；

其中廓形曲线分割：

要实现对感应板廓形的高精度测量，需对检测廓形中F轨廓形部分，紧固螺丝部分进行自动分割，精确定位它们之间的分割点；由于车体运动过程中，产生的随机振动并不影响检测廓形中感应板廓形、F轨廓形、紧固螺丝廓形的几何分布关系，因此，利用稳定的几何位置分布关系来对廓形曲线进行分割；

STEP1遍历整条轮廓线段，寻找断裂处，较短的作为F轨廓形部分，剩下的点云AH即为感应板廓形部分；

STEP2对于AH点云线段，根据AB/AH、AC/AH、AD/AH、AE/AF、AF/AH、AG/AH的比例，得到按比例分割的线段；

STEP3对于分割好的结果，BC、DE、FG作为紧固螺丝的部分，剩下的即为感应板廓形点云数据P；

廓形匹配方法：

磁浮轨道检测车车体是具有弹簧悬挂装置的多自由度振动系统，安装于车体下方的2D激光传感器会跟随车体一起发生多自由度的随机振动，导致检测的感应板廓形无法直接与标准轮廓自然重合；为了实现感应板廓形的高精度形变状况评价，需要将检测廓形与设计的标准感应板廓形进行高精度匹配；对于廓形点云，为保证其在匹配时点-点之间的角度、位置关系不发生改变，需要进行求解刚体的旋转平移矩阵；

针对检测廓形点云数据P，直接在标准廓形数据上寻找到对应的点集Q，因此，廓形点云的刚性旋转R、平移T变换即转换为求解点云数据P到Q的最小二乘最优解的问题；

将问题转换为如下计算式描述：

其中，n为廓形点云的数量，W_i为点云数据的权重，这里取W_i＝1；

STEP11计算点云数据P、Q的中心点，如式(2)；

STEP12对原数据做减中心处理，得到新的点云数据，如式(3)；

STEP13计算d×d维的协方差矩阵S，如式(4)；

S＝XWY^T (4)