用于車輪踏面測量的二維激光測距傳感器的設計實現(xiàn).pdf

1、隨著中國鐵路近年來的迅速發(fā)展,列車的行車安全越來越受到重視。輪對是鐵路車輛行走的主要部件,車輪踏面作為車輪與鋼軌面上滾動接觸的部位,在列車的運行過程中具有極其重要的作用,因此對車輪踏面外形尺寸技術(shù)參數(shù)的監(jiān)控和測量對保證列車的行車安全具有重要的意義。本文設計實現(xiàn)了一種基于激光三角測量法的二維激光測距傳感器以實現(xiàn)對車輪踏面外形尺寸的快速測量。
　　 首先在詳細調(diào)研了國內(nèi)外已有測距技術(shù)基礎上,結(jié)合車輪踏面外形尺寸的測量的非接觸式要求,

2、采用了激光三角測量法,設計了傳感器的總體方案,包括傳感器的外形結(jié)構(gòu)、硬件控制電路方案和總體數(shù)據(jù)處理流程。根據(jù)硬件電路方案完成了電路的各個模塊設計和調(diào)試,包括:電源模塊、FPGA與DSP外圍電路與配置電路、CMOS圖像傳感器接口、通訊接口和SDRAM存儲器擴展等。
　　 其次利用FPGA和DSP設計了激光光斑圖像的采集和處理功能,在FPGA方面,設計了二維激光光斑圖像的采集和存儲功能,并完成了相應的邏輯控制功能,如DSP命令信號的

3、譯碼和SDRAM控制器和總線切換開關(guān)等。在DSP方面,對采集到的原始圖像進行數(shù)據(jù)處理,包括對激光光斑原始圖像的畸變矯正、動態(tài)閾值處理和利用重心法提取光斑圖像的中心線等。
　　 最后,利用最小二乘法對二維激光傳感器實驗平臺的系統(tǒng)參數(shù)進行了標定；并在Matlab環(huán)境下設計了GUI控制界面實現(xiàn)對傳感器系統(tǒng)的控制、數(shù)據(jù)讀取和顯示存儲功能。應用整個傳感器系統(tǒng)進行了踏面標件的測量實驗,并分析了實驗數(shù)據(jù)。實驗結(jié)果表明所設計的傳感器實驗系統(tǒng)具備