用于車輪踏面測量的二維激光測距傳感器的設(shè)計(jì)實(shí)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(dòng)接觸的部位,在列車的運(yùn)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(shè)計(jì)實(shí)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(shí)現(xiàn)對車輪踏面外形尺寸的快速測量。
　　 首先在詳細(xì)調(diào)研了國內(nèi)外已有測距技術(shù)基礎(chǔ)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(shè)計(jì)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(gè)模塊設(shè)計(jì)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(chǔ)器擴(kuò)展等。
　　 其次利用FPGA和DSP設(shè)計(jì)了激光光斑圖像的采集和處理功能,在FPGA方面,設(shè)計(jì)了二維激光光斑圖像的采集和存儲(chǔ)功能,并完成了相應(yīng)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(jìn)行數(shù)據(jù)處理,包括對激光光斑原始圖像的畸變矯正、動(dòng)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(shí)驗(yàn)平臺(tái)的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定；并在Matlab環(huán)境下設(shè)計(jì)了GUI控制界面實(shí)現(xiàn)對傳感器系統(tǒng)的控制、數(shù)據(jù)讀取和顯示存儲(chǔ)功能。應(yīng)用整個(gè)傳感器系統(tǒng)進(jìn)行了踏面標(biāo)件的測量實(shí)驗(yàn),并分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具備