車載式線路全斷面檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國軌道交通行業(yè)的高速發(fā)展，大量新建線路與改造線路的驗收需要快速的全斷面測量技術(shù)。線路全斷面尺寸的測量是鐵路安全高速運(yùn)行的基礎(chǔ)，其主要檢測內(nèi)容包括：接觸網(wǎng)高度、道床斷面、橋隧涵輪廓、臨線間距及其他限界尺寸等，這些參數(shù)對于列車能否安全快速運(yùn)行起著非常重要的作用。
　　 論文研究的車載式線路全斷面檢測系統(tǒng)是基于動態(tài)非接觸檢測方法而設(shè)計，采用兩臺180°掃描范圍的高速激光測距儀完成線路全斷面數(shù)據(jù)的采集。通過基于二維坐標(biāo)法的標(biāo)定系統(tǒng)

2、實現(xiàn)由激光器中心坐標(biāo)系到軌道基準(zhǔn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換；利用基于位移計和陀螺儀相結(jié)合的動態(tài)慣性基準(zhǔn)系統(tǒng)對車體姿態(tài)變化進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償，提高系統(tǒng)精度；基于轉(zhuǎn)速傳感器和點(diǎn)式激光器的測速定位系統(tǒng)完成列車定位和里程的定點(diǎn)修正；超限圖像采集系統(tǒng)完成線路的超限判斷和超限處的圖像采集；基于時間和里程的同步信息系統(tǒng)實現(xiàn)各傳感器信號的同步。
　　 論文論述了車載式線路全斷面檢測系統(tǒng)的整體方案及其實現(xiàn)方法，介紹了全斷面測量及其標(biāo)定算法、動態(tài)補(bǔ)償算法，測速定位及其

3、校正算法、超限判斷及超限圖像采集算法實現(xiàn)。重點(diǎn)闡述了基于FPGA的數(shù)據(jù)采集卡的方案設(shè)計與實現(xiàn)，利用VHDL語言實現(xiàn)FPGA內(nèi)IP核設(shè)計，給出各功能模塊的功能和時序仿真。同時給出了同步信號的組成、同步系統(tǒng)的應(yīng)用，以及PCI接口電路的實現(xiàn)方法，并利用VC++6.0完成PCI驅(qū)動程序的編寫。最后介紹了該系統(tǒng)在實驗室的實驗和在福州工務(wù)段酌應(yīng)用情況，并對系統(tǒng)進(jìn)行了誤差分析。
　　 在現(xiàn)場試驗中，該系統(tǒng)直接加載于正常運(yùn)營的列車上，表現(xiàn)出易于