[发明专利]基于激光雷达的高铁车厢静态限界测量方法

说明书

一种基于激光雷达的高铁车厢静态限界测量方法，是在坐标提取装置上实现，包括：开启测量设备，使激光雷达处于初始扫描位置；将高铁车厢驶入金属龙门架内，位于扫描范围内；启动伺服电机，同时开启激光雷达，激光雷达从扫描起始点向扫描终点移动扫描，接收数据，并将数据传送给上位机；上位机只保留设定角度范围内的数据；将数据进行剔除误差点的处理后，沿高铁车厢的轴向方向按设定间隔分成若干个高铁车厢截面的数据点，分别对每一个截面的数据点连线拟合成封闭曲线，构成所述截面的包络线，得到设定角度范围内高铁车厢的所有包络线；取所有包络线中尺寸最大的一个作为所求高铁车厢的静态限界。本发明具有快速、精确、通用性强、测量范围大的特点。

技术领域

本发明涉及一种高铁车厢静态限界测量方法。特别是涉及一种基于激光雷达的高铁车厢静态限界测量方法

背景技术

为了保证机车车辆在铁路线路上安全高效地运行，不论是对于运行车辆，还是线路上的设备或设施，都有规定的横向与竖向尺寸，这就是安全标准中所要求的限界。通常情况下，限界被定义为铁路上的运行车辆或是设施在某一轨道高程上(通常以铁轨上表面为基准)相对轨道中心线的距离，对于线路上上的任何车辆或者设施都不可以超越限界，否则视为越界。依据我国现行铁路限界标准GB146.1-1983中的定义,机车车辆限界是一个与线路中心线垂直的极限横断面轮廓。车辆静态限界作为保证铁路车辆安全运行的基础性指标，是所有机车车辆在线路中运行时其外轮廓的偏摆倾斜等变化量计算的基础。因此，机车车辆的轮廓检测与动态偏移的核算均需要正确地定位测量静态限界尺寸。在现阶段，对于车辆静态限界的检测通常采用GBT 16904.2-2006《标准轨距铁路机车车辆限界检查》中所规定的标准限界规，测量精度完全依赖于机械结构和人员操作，存在精度差、测量过程费时费力、适应性差等缺点。同时，使用不规范的限界规带来了检测基准不统一的问题，为适应现今铁路的飞速发展，需要建立一种新的车辆限界测量方法来提高限界测量的效率与精度，并起到统一测量基准的作用。

“激光雷达的高铁车厢静态限界测量方法”也存在问题——激光雷达的测量精度决定了整个系统的精度，必须采用高精度的激光雷达。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种快速、精确、通用性强、测量范围大的基于激光雷达的高铁车厢静态限界测量方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于激光雷达的高铁车厢静态限界测量方法，是在坐标提取装置上实现，所述的坐标提取装置包括有：在所述金属龙门架)的上、下、左、右边框上分别设置有直线导轨，每个直线导轨的丝杠上都设置有滑块，每个滑块上都设置有用于扫描高铁车厢静态限界的激光雷达，所述的丝杠通过伺服电机驱动，其中，位于上、下边框的激光雷达对称设置，位于左、右边框的激光雷达对称设置，所述激光雷达的信号输出端连接上位机，其特征在于，测量方法包括如下步骤：

1)开启测量设备，使激光雷达处于初始扫描位置；

2)将高铁车厢驶入金属龙门架内，位于扫描范围内；

3)启动伺服电机，同时开启激光雷达，使滑块带动激光雷达从扫描起始点向扫描终点移动，对高铁车厢进行扫描，接收数据，并将数据传送给上位机；

4)上位机将接收到的数据进行筛选，剔除部分数据，只保留设定角度范围内的数据；

5)将所述保留的数据进行剔除误差点的处理，对处理后的数据沿高铁车厢的轴向方向按设定间隔分成若干个高铁车厢截面的数据点，分别对每一个截面的数据点连线拟合成封闭曲线，所述封闭曲线构成所述截面的包络线，得到设定角度范围内高铁车厢的所有包络线；

6)取所有包络线中尺寸最大的一个作为所求高铁车厢的静态限界。

步骤1)中，四个所述的激光雷达位于同一平面内。

步骤3)的扫描中，四个所述激光雷达的移动速度相同。