軌道幾何變形檢測(cè)中的軌距點(diǎn)定位算法研究.pdf

1、軌距點(diǎn)是指鋼軌頂面垂直向下16mm處的位置，軌道幾何變形檢測(cè)中軌距點(diǎn)能否精確定位直接影響著對(duì)軌距的測(cè)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(huì)增加機(jī)車(chē)車(chē)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(jī)車(chē)車(chē)輛的使用壽命大大縮減；重則導(dǎo)致機(jī)車(chē)車(chē)輛卡軌或掉道，危及行車(chē)安全。因此，開(kāi)展軌道幾何變形檢測(cè)中的軌距點(diǎn)定位算法研究具有重要的意義。
　　近年來(lái)隨著高速鐵路的快速發(fā)展，鐵路客貨運(yùn)

2、量都隨之大幅增長(zhǎng)，相應(yīng)的對(duì)鐵路線路的質(zhì)量要求也不斷提高。本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外軌道幾何變形檢測(cè)原理學(xué)習(xí)研究的基礎(chǔ)上，采用當(dāng)下前沿的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)獲取軌道信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)軌距點(diǎn)定位的算法研究，最終達(dá)到對(duì)軌距點(diǎn)的精準(zhǔn)定位。
　　針對(duì)軌距點(diǎn)定位的研究，論文分為理想環(huán)境和實(shí)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(diǎn)定位算法研究；實(shí)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(dòng)、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(diǎn)定位算法研究。對(duì)于實(shí)際環(huán)境下有缺損光帶的軌距點(diǎn)定位算法研究，論文對(duì)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(duì)基于機(jī)器視覺(jué)的軌道幾何變形檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了論述，闡述了其檢測(cè)原理及檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)室軌距點(diǎn)的檢測(cè)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)。其次，對(duì)于理想狀態(tài)下完整鋼軌輪廓圖像的軌距點(diǎn)定位研究，由于軌距點(diǎn)沒(méi)有位于整像素處，采用曲線擬合與軌距點(diǎn)縱坐標(biāo)常數(shù)直線求交點(diǎn)的方法，將軌距點(diǎn)定位精度從較傳統(tǒng)的像素級(jí)精度

4、提升到了亞像素級(jí)。再次，研究了軌道幾何變形狀態(tài)下的軌距點(diǎn)定位，針對(duì)軌頂面有缺損的激光光帶圖像，對(duì)其進(jìn)行了曲線擬合修復(fù)并實(shí)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(cè)設(shè)備的工作效率；對(duì)軌頭有缺損的激光光帶圖像，運(yùn)用Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了滾動(dòng)預(yù)測(cè)、修復(fù)缺損并對(duì)其實(shí)現(xiàn)了軌距點(diǎn)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(duì)影響軌距點(diǎn)定位精度的因素進(jìn)行了分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出車(chē)體振動(dòng)對(duì)軌距點(diǎn)定位精度沒(méi)有影響，而車(chē)體偏轉(zhuǎn)對(duì)軌距點(diǎn)