[發明專利]一種鐵路檢測車平臺晃動的光電動態測量方法

有效

• 申請號: 201610484014.4
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN106114553B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 于起峰;張紅良;尚洋;張小虎;楊夏
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: B61K9/08
• 分類號: B61K9/08
• 代理公司: 湖南省國防科技工業局專利中心43102
• 代理人: 馮青

1.一種鐵路檢測車平臺晃動的光電動態測量方法，利用安裝在檢測車設備平臺上的多套鐵軌位移精密光電測量系統聯合工作，可以得到鐵軌上多個點處的相對位移，實現軌面和測量平臺相對位置和姿態信息動態測量，其特征在于，具體包括：

(a)檢測車平臺動態晃動測量

在檢測車多個位置上安裝多套高精度位移光電測量系統(1)，這些位置分別在兩根鐵軌的正上方，能夠測量這些位置上車載設備平臺(2)相對鐵軌(3)對應點的位移，利用這些點的數據計算車載設備坐標系和鐵軌平面的相對位姿關系，在檢測車行駛中，實時動態測量車載設備坐標系相對鐵軌平面的位姿關系，實現檢測車平臺的晃動動態測量和補償，

鐵路檢測車平臺四個位置處的高精度位移光電測量系統測量設備平臺相對鐵軌A、B、C、D四點的位移，從而得到車載設備坐標系和鐵軌平面坐標系的相對位姿關系，假設A、B、C、D四點在鐵軌平面坐標系b系內的位置分別為檢測車靜止時通過標定得到這四個點在設備平臺坐標系m系內的坐標為則設備平臺坐標系和鐵軌平面坐標系之間的位姿關系，姿態矩陣和位移關系滿足

其中表示A、B、C、D四點在鐵軌平面坐標系內的位置，表示標定時A、B、C、D四點在設備平臺坐標系內的坐標，表示標定時設備平臺坐標到鐵軌平面坐標系的姿態轉換矩陣，表示標定時設備平臺坐標到鐵軌平面坐標系的位移矢量，

檢測車晃動時，A、B、C、D四點的相對位移會發生變化，利用點激光高精度鐵軌位移測量系統測量得到A、B、C、D四點的實時位移，得到它們在設備平臺坐標系的坐標此時設備平臺坐標系的位姿變化根據如下關系求解

其中表示A、B、C、D四點在鐵軌平面坐標系內的位置，表示測量時A、B、C、D四點在設備平臺坐標系內的坐標，表示標定時設備平臺坐標到鐵軌平面坐標系的姿態轉換矩陣，表示標定時設備平臺坐標到鐵軌平面坐標系的位移矢量，表示檢測車晃動引起的設備平臺坐標系的姿態變化矩陣，表示檢測車晃動引起的設備平臺坐標系的位移矢量，

此時設備平臺坐標系和鐵軌平面坐標系間的相對位姿關系為

其中表示測量時設備平臺坐標到鐵軌平面坐標系的姿態轉換矩陣，表示標定時設備平臺坐標到鐵軌平面坐標系的姿態轉換矩陣，表示檢測車晃動引起的設備平臺坐標系的姿態變化矩陣，表示測量時設備平臺坐標到鐵軌平面坐標系的位移矢量，表示標定時設備平臺坐標到鐵軌平面坐標系的位移矢量，表示檢測車晃動引起的設備平臺坐標系的位移矢量，

(b)光電測量系統

由于測量精度要求高，本發明的光電測量系統由線激光器(4)、點激光器(5)和攝像機(6)組成，采用高精度點激光位移測量技術與線激光位移輪廓三角測量技術相結合的精密光電位移測量方法。