新聞中心

EEPW首頁(yè) > 測(cè)試測(cè)量 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 基于線陣CCD的線路方向測(cè)量系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

基于線陣CCD的線路方向測(cè)量系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

作者: 時(shí)間:2012-12-20 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:該系統(tǒng)硬件設(shè)備采用長(zhǎng)距離準(zhǔn)直激光光源、圖像傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、系統(tǒng)終端PC等器件,利用測(cè)量技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、多信息傳感融合技術(shù)等高新技術(shù),能夠?qū)﹁F路路軌區(qū)段(長(zhǎng)度≤200m)軌道幾何形狀進(jìn)行高精度檢測(cè),將軌向測(cè)量結(jié)果直接數(shù)字化顯示,為設(shè)備維修提供可靠的測(cè)量數(shù)據(jù),解決了既有,方法測(cè)量精度差、效率低的問(wèn)題,能滿足鐵路工務(wù)系統(tǒng)作業(yè)要求、提高作業(yè)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:;旋轉(zhuǎn)編碼器;準(zhǔn)直激光

1 系統(tǒng)概述
隨著鐵路列車(chē)的不斷提速,鐵路軌道在列車(chē)的動(dòng)力作用下,變形不斷積累。曲線軌道的受力情況比直線軌道復(fù)雜,變形較快。一種最常見(jiàn)的表現(xiàn)方式為曲線軌道的錯(cuò)亂。為確保行車(chē)的平穩(wěn)和安全,必須要定期檢查曲線軌道的,及時(shí)把它整正到原來(lái)的設(shè)計(jì)位置,并恢復(fù)其原來(lái)的曲率。
整正曲線的方法很多,目前在鐵路維修工作中,最常用的是繩正法,它利用曲線上正矢與曲率之間的關(guān)系,改正正矢,使之恢復(fù)原有的設(shè)計(jì)曲率。但采用繩正法時(shí),長(zhǎng)弦線不易拉直,人工對(duì)直尺讀數(shù)誤差較大,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,精度不高。隨著列車(chē)速度的提高,對(duì)鐵路曲線軌道的要求越來(lái)越高,因此很有必要研制一種快速、便捷、智能化、高精度、基于CCD的方向測(cè)量系統(tǒng)。

2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀及系統(tǒng)建設(shè)的必要性
2.1 國(guó)內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀
目前,國(guó)內(nèi)對(duì)線路方向測(cè)量的現(xiàn)有方法:
一是通過(guò)軌檢車(chē)、添乘儀的打分,但里程不準(zhǔn)確而且沒(méi)有量化的偏差值;
二是工人現(xiàn)場(chǎng)對(duì)直線地段進(jìn)行目測(cè),曲線地段采用繩正法測(cè)量正矢,效率低、精度差;
三是在特殊區(qū)段采用水準(zhǔn)儀定線穿焦點(diǎn)的方法測(cè)量方向,操作復(fù)雜,效率較低。
2.2 系統(tǒng)建設(shè)的必要性
隨著鐵路第六次大提速的結(jié)束,中國(guó)正式走向高鐵時(shí)代。行車(chē)速度已有很大的提高,即對(duì)既有鐵路線路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有了更高的要求,尤其是對(duì)既有鐵路曲線的維修提出了更高的要求。同時(shí)原來(lái)的鐵路線路維修方式日益被機(jī)械化維修所取代,尤其是大型養(yǎng)路機(jī)械的廣泛使用,這就要求維修人員改變觀念,改變傳統(tǒng)的維修方式,運(yùn)用機(jī)械化進(jìn)行線路維修養(yǎng)護(hù),特別是線路方向維修養(yǎng)護(hù)。
隨著鐵路提速、重載的不斷發(fā)展,鐵路軌道受到列車(chē)的沖擊力越來(lái)越大,引起線路在水平和豎向方向的變形也相應(yīng)增大,變形積累到一定程度就會(huì)引起列車(chē)晃車(chē),嚴(yán)重影響旅客乘坐舒適性和列車(chē)運(yùn)行安全。因此,鐵路部門(mén)工務(wù)段一直把線路方向整治和消滅三角坑作為線路維修的重點(diǎn)。但目前現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)只能采用目測(cè)和繩正法進(jìn)行測(cè)量,效率較低且精度不高,難以滿足鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,因此,研制開(kāi)發(fā)一種快速、便捷、智能化、高精度、基于線陣CCD的線路方向測(cè)量系統(tǒng)是十分必要的。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
研究一種可在鋼軌上移動(dòng)的基座,一端安裝準(zhǔn)直激光光源,一端安裝CCD測(cè)量裝置,測(cè)量時(shí)安裝準(zhǔn)直激光光源的基座固定,安裝CCD測(cè)量裝置的基座沿鋼軌移動(dòng),通過(guò)安裝在移動(dòng)基座上的編碼器測(cè)量距離,CCD通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)接收編碼標(biāo)尺的像素位移信號(hào),并將編碼器測(cè)量的1 m(或任意設(shè)定值)整數(shù)倍位置的像素位移信號(hào)進(jìn)行記錄,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)把像素位移信號(hào)進(jìn)行二值化處理后,將被測(cè)目標(biāo)的中心值從背景中分離出來(lái)。從而得到目標(biāo)相對(duì)CCD中心像元的偏離值。將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸至終端PC進(jìn)行分析計(jì)算,判斷線路的方向并給出偏差量。
其關(guān)鍵技術(shù)為:
(1)CCD測(cè)量裝置的選擇和控制;
(2)編碼標(biāo)尺的設(shè)計(jì)和制作;
(3)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)研究;
(4)編碼器精度的控制;
(5)基座的設(shè)計(jì)。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)及主要研究?jī)?nèi)容
4.1 主要目標(biāo)
(1)研制開(kāi)發(fā)一種快速、便捷、智能化、高精度、基于線陣CCD的線路方向測(cè)量裝置。要求便攜、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)、適用性強(qiáng)。
(2)自動(dòng)完成測(cè)量作業(yè),測(cè)量過(guò)程自動(dòng)化,減少人為因素干擾,測(cè)量結(jié)果可在屏幕顯示并儲(chǔ)存,如測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)異常,可給出提示并顯示異常的原因。
(3)測(cè)量精度小于1 mm。
4.2 主要研究?jī)?nèi)容
基于線陣CCD的線路方向測(cè)量系統(tǒng)中測(cè)量裝置的測(cè)量原理是在鋼軌上架設(shè)線路方向測(cè)量裝置,線路方向測(cè)量裝置由光學(xué)系統(tǒng)(準(zhǔn)直激光光源)、線陣CCD相機(jī)、圖像采集電路、信號(hào)處理電路、控制及顯示電路、軟件等組成。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/192893.htm

a.JPG


上一頁(yè) 1 2 下一頁(yè)

關(guān)鍵詞: CCD 線陣 線路 方向

評(píng)論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉