[發明專利]一種確定列車輪對軸線的方法

在審

• 申請號: 201410796075.5
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104501719A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 韓濤;姜云緋;李俠;崔朝輝;王洪志;張亨;高建齡
• 申請（專利權）人: 北京康拓紅外技術股份有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/14
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

1.一種確定列車輪對軸線的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將線結構光測量單元放置在鐵軌外側；

所述的線結構光測量單元包括一部面陣相機和兩臺線激光器組成；垂直于軌道外側放置，與輪對的車輪中心間距0.5米至2米的范圍內，兩臺線激光器對稱放置在面陣相機前方；

步驟二、線激光器打出激光到輪對輪輞側面，面陣相機采集輪對輪輞側面圖像；

步驟三、從輪對輪輞側面圖像提取打到輪對輪輞側面上的激光線段；

步驟四、從激光線段提取在輪對同一圓周上的激光點；

步驟五、通過線結構光測量單元獲取激光線上步驟四中提取的激光點的三維坐標；

任取步驟四中共圓的激光點，結合標定面陣相機參數和線激光器的參數，得到激光點的像素坐標值。公式如下

ρP~=A[R t]Pwaxw+byw+czw=1---(1)]]>

式中ρ為比例系數，為圖像坐標系下的齊次坐標，A為面陣相機內參矩陣，P_w＝(x_w,y_w,z_w,1)^T為全局坐標系下的齊次坐標，a，b，c分別表示線激光器的激光平面方程的系數，R,t為全局坐標系到面陣相機坐標系的旋轉矩陣與平移矢量，通過方程(1)得到激光點的三維坐標值；

步驟六、利用激光點坐標擬合輪輞側面所在的空間平面方程；

將激光點的三維坐標值，帶入以下公式，擬合出輪對輪輞側面所在的空間平面方程；

ax+by+cz＝1????????(2)

其中，a，b，c分別表示線激光器的激光平面方程的系數；

步驟七、根據激光點的坐標值確定輪對同一圓周的圓心坐標和半徑；

利用步驟六中的平面方程，將三維坐標點投影到空間平面上，通過擬合圓方程，確定圓心坐標；

(x-x₀)²+(y-y₀)²+(z-z₀)²＝r²?????????(3)

其中(x₀,y₀,z₀)為圓的圓心坐標，r為圓的半徑；

步驟八、利用空間平面方程和圓心坐標計算輪對軸線方程；

利用步驟六的空間平面方程中的參數值和步驟七的圓心坐標值，確定通過圓心，垂直于步驟六的空間平面方程的輪對軸線方程：

x-x0a=y-y0b=z-z0c---(4)]]>

利用該輪對軸線得到輪對與軌道的傾斜角進而修正輪對。