[发明专利]钢轨波磨动态测量方法

说明书

本发明公开了一种钢轨波磨动态测量方法，包括：(1)利用多个测量轮廓的轨颚点连线平行于轨道纵向的特点来构建垂直于轨道纵向的辅助平面，将测量轮廓投影到该辅助面上进行失真校准。(2)通过分层的轮廓配准与参考轮廓逐步准确对齐。(3)利用轨腰圆弧圆心距波磨测点沿轨距方向的距离为固定值的特点来精确定位该测点，并将两者垂直方向上的距离作为该断面的波磨值。该方法能有效解决钢轨波磨动态检测方法精度较低的问题。

技术领域

本发明涉及钢轨测量领域，特别是一种钢轨波磨动态测量方法。

背景技术

钢轨投入使用后，轨道踏面上沿纵向出现的规律性凸凹不平顺现象被称为钢轨波浪形磨耗，简称钢轨波磨。钢轨波磨是引起列车运行时产生啸叫、轮轨在固有频率范围内产生接触共振的主要原因之一，它加剧轨道结构部件的伤损并危及行车安全。因此，高精度的钢轨波磨动态检测技术是铁路运输安全的重要保障。

目前，钢轨波磨的测量方法主要有三种：人工卡尺法、惯性基准法和弦测法。人工卡尺法通过一个与轨道表面接触的游标卡尺沿1m直尺走形带内的高低起伏变化，作为该段位置的波磨曲线。这种方法效率太低，且直尺与轨道表面接触零点的位置，受到钢轨变形以及表面伤损的影响，通常不在同一水平面上，从而影响了测量精度。惯性基准法通常用于高速轨检车上，它在车体上安装加速度计，在轴箱上安装光电位移计，测量轴箱相对加速度固定点的位移来作为该点的波磨。该方法可以精确描绘波长从100mm到50m的钢轨波磨，但测量精度受行车速度、车轮踏面不平顺的影响较大。弦测法利用多个位移传感器构造出的弦测值与波磨值间的固有传递函数关系，通过设计相应的逆滤波器来对弦测值进行二次处理，使得输出波形逼近轨道波磨的真实面貌。和惯性基准法相比，其测量值不受车体运行速度的影响，但由于车体行进过程中可能发生的多自由度随机振动，难以保证测量点始终位于轨顶有效范围内。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种钢轨波磨动态测量方法，

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种钢轨波磨动态测量方法，包括以下步骤：

1)提取多个钢轨断面轮廓；

2)构建垂直于轨道纵向的辅助平面；

3)将钢轨断面轮廓投影到所述辅助平面上消除轮廓失真，从而获得准确的断面廓形；

4)通过分层的轮廓配准，将准确的断面廓形与参考轮廓逐步准确对齐；

5)精确定位波磨测点，并取得断面轮廓的波磨值；

6)重复步骤1)～5)，沿轨道纵向依次采样得到不同位置的波磨值后，相连即得到待测钢轨的波磨值。

步骤1)中，采用Steger法对钢轨图像进行光条中心亚像素图像坐标提取，并最终完成从像素坐标系到世界坐标或相机坐标系的三维重建过程。

步骤2)中，在构造好的三维坐标中利用多个断面轮廓的轨颚点连线平行于轨道纵向的特点构造垂直于轨道纵向的辅助平面。

步骤3)的具体实现过程包括：