[發明專利]一種城軌列車輪對踏面輪廓線的獲取方法及裝置

有效

• 申請號: 201410433520.1
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN104163188A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 王曉浩;陳岳劍;王露;郭岑;邢宗義
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B61K9/12
• 分類號: B61K9/12
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種城軌列車輪對踏面輪廓線的獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，布設傳感器：兩組2D激光位移傳感器成鏡面對稱方式安裝于一條軌道兩側，外側與內側2D激光位移傳感器與軌道的相對垂直距離分別為L₁、L₂，外側與內側2D激光位移傳感器與鉛垂線的夾角分別為β₁、β₂，外側與內側2D激光位移傳感器與沿軌道方向的縱向水平線夾角分別為α₁、α₂；

步驟2，傳感器數據獲取及數據融合：傳感器同時探測車輪得到探測點坐標后，通過坐標變換和坐標平移將兩組傳感器的輸出點融合到同一坐標系上；

步驟3，濾除數據干擾點：獲取踏面右端面的橫坐標值，并根據右端面橫坐標值建立濾窗對測量數據進行干擾點的去除處理；

步驟4，對探測數據進行數據分段：根據步驟3獲取的踏面右端面橫坐標值，對測得的數據點按踏面標準曲線中直線和圓弧的組成規律分成K個數集；

步驟5，確定分段擬合方程：根據步驟4的分成的K個數集，確定每個數集上的擬合函數形式；

步驟6，分段曲線全局連續化處理：根據步驟5得到的每個分段擬合方程建立拉格朗日函數，采用拉格朗日乘數法對函數進行求解得到每個擬合方程的最小二乘系數解，從而獲取一條完整的平滑連續的踏面輪廓線。

2.根據權利要求1所述的城軌列車輪對踏面輪廓線的獲取方法，其特征在于，步驟2所述傳感器數據獲取及數據融合，具體如下：

對軌道外側2D激光位移傳感器輸出的二維坐標值(x_n⁽¹⁾,y_n⁽¹⁾)根據以下公式進行坐標變換(u_n⁽¹⁾,v_n⁽¹⁾)：

un(1)=xn(1)2+yn(1)2sin(θ+β1)=xn(1)cosβ1+yn(1)sinβ1]]>

un(1)=xn(1)2+yn(1)2cos(θ+β1)=yn(1)cosβ1+xn(1)sinβ1]]>

對軌道內側2D激光位移傳感器輸出的二維坐標值(x_n⁽²⁾,y_n⁽²⁾)根據以下公式進行坐標變換得到(u_n⁽²⁾,v_n⁽²⁾)：

un(2)=xn(2)2+yn(2)2sin(θ′-β2)=xn(2)cosβ2+yn(2)sinβ2]]>

un(2)=xn(2)2+yn(2)2cos(θ′-β2)=yn(2)cosβ2+xn(2)sinβ2]]>

其中，θ為(x_n⁽¹⁾,y_n⁽¹⁾)與原始坐標系縱坐標的夾角、θ'為(x_n⁽²⁾,y_n⁽²⁾)與原始坐標系縱坐標的夾角，β₁為外側傳感器與鉛垂線的夾角、β₂為內側傳感器與鉛垂線的夾角，(u_n⁽¹⁾,v_n⁽¹⁾)、(u_n⁽²⁾,v_n⁽²⁾)為原始坐標進行變換后坐標系內的坐標值；

根據以下公式，將坐標變換后的兩組數據進行融合：

u_n⁽⁰⁾＝u_n⁽¹⁾+a?u_n⁽⁰⁾＝u_n⁽²⁾

v_n⁽⁰⁾＝v_n⁽¹⁾+b?v_n⁽⁰⁾＝v_n⁽²⁾

其中(a,b)為外側傳感器的原始坐標原點在內側傳感器變換后的坐標系中的坐標值，(u_n⁽⁰⁾,v_n⁽⁰⁾)為這兩點在融合坐標系中的坐標值。