軌道幾何變形檢測中的軌距點定位算法研究.pdf

1、軌距點是指鋼軌頂面垂直向下16mm處的位置，軌道幾何變形檢測中軌距點能否精確定位直接影響著對軌距的測量結(jié)果，而軌距作為表征軌道幾何狀態(tài)的重要參數(shù)，其超限輕則會增加機車車輪輪緣和軌道之間的橫向推力，造成鋼軌輪緣側(cè)面磨耗的產(chǎn)生與加劇，改變輪軌關(guān)系，致使軌道和機車車輛的使用壽命大大縮減；重則導(dǎo)致機車車輛卡軌或掉道，危及行車安全。因此，開展軌道幾何變形檢測中的軌距點定位算法研究具有重要的意義。
　　近年來隨著高速鐵路的快速發(fā)展，鐵路客貨運

2、量都隨之大幅增長，相應(yīng)的對鐵路線路的質(zhì)量要求也不斷提高。本文在對國內(nèi)外軌道幾何變形檢測原理學(xué)習(xí)研究的基礎(chǔ)上，采用當(dāng)下前沿的機器視覺技術(shù)獲取軌道信息，進(jìn)而實現(xiàn)對軌距點定位的算法研究，最終達(dá)到對軌距點的精準(zhǔn)定位。
　　針對軌距點定位的研究，論文分為理想環(huán)境和實際環(huán)境兩種情況：理想狀態(tài)下獲取完整鋼軌輪廓激光光帶信息的軌距點定位算法研究；實際情況下，由于軌道幾何變形等外界因素導(dǎo)致軌檢設(shè)備發(fā)生振動、偏轉(zhuǎn)，致使獲取少部分鋼軌輪廓激光光帶信息，

3、出現(xiàn)了缺損的軌距點定位算法研究。對于實際環(huán)境下有缺損光帶的軌距點定位算法研究，論文對軌頂面與軌頭激光光帶信息缺損兩種情況進(jìn)行了討論。
　　論文首先對基于機器視覺的軌道幾何變形檢測系統(tǒng)進(jìn)行了論述，闡述了其檢測原理及檢測系統(tǒng)的構(gòu)成，同時對實驗室軌距點的檢測裝置進(jìn)行了設(shè)計。其次，對于理想狀態(tài)下完整鋼軌輪廓圖像的軌距點定位研究，由于軌距點沒有位于整像素處，采用曲線擬合與軌距點縱坐標(biāo)常數(shù)直線求交點的方法，將軌距點定位精度從較傳統(tǒng)的像素級精度

4、提升到了亞像素級。再次，研究了軌道幾何變形狀態(tài)下的軌距點定位，針對軌頂面有缺損的激光光帶圖像，對其進(jìn)行了曲線擬合修復(fù)并實現(xiàn)了定位，一定程度上提高了采集數(shù)據(jù)的利用率及檢測設(shè)備的工作效率；對軌頭有缺損的激光光帶圖像，運用Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了滾動預(yù)測、修復(fù)缺損并對其實現(xiàn)了軌距點定位，同樣提高了采集數(shù)據(jù)的利用率及軌檢設(shè)備的工作效率。最后，對影響軌距點定位精度的因素進(jìn)行了分析與實驗驗證，得出車體振動對軌距點定位精度沒有影響，而車體偏轉(zhuǎn)對軌距點