[發(fā)明專(zhuān)利]傳感器直線垂直安裝的有軌電車(chē)輪徑在線檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710266736.7
• 申請(qǐng)日: 2017-04-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107117188B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹康;邢宗義
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B61K9/12
• 分類(lèi)號(hào): B61K9/12;G01B11/10
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種傳感器直線垂直安裝的有軌電車(chē)輪徑在線檢測(cè)方法，其特征在于，包括槽型鋼軌、處理中心和多個(gè)激光位移傳感器，其中：激光位移傳感器與處理中心連接；槽型鋼軌為只保留凹槽部分的鋼軌；槽型鋼軌外側(cè)順次設(shè)置多個(gè)激光位移傳感器；各激光位移傳感器的感測(cè)頭沿槽型鋼軌方向均勻排列在同一水平線上，且均沿著槽型鋼軌向上測(cè)量，探測(cè)光束同時(shí)入射至車(chē)輪邊緣，且探測(cè)光束所形成的平面與車(chē)輪直徑所在的圓周共面，具體步驟如下：

步驟1，將激光位移傳感器記為Q_i，沿著鋼軌方向i依次為1，2,3，...n，其中n為激光位移傳感器的個(gè)數(shù)；

步驟2，在進(jìn)行車(chē)輪直徑測(cè)量的有軌電車(chē)車(chē)輪圓周所在平面上建立二維坐標(biāo)系XOY：以最外側(cè)激光位移傳感器Q₁為原點(diǎn)，沿鋼軌方向?yàn)閄軸，垂直于槽型鋼軌向上為Y軸，最外側(cè)激光位移傳感器的坐標(biāo)為(0，0)，其他激光位移傳感器的坐標(biāo)為(X_i,0)，激光位移傳感器感測(cè)頭相對(duì)于X軸安裝傾角為90°；

步驟3，為每個(gè)激光位移傳感器Q_i建立二維坐標(biāo)系x_io_iy_i，以經(jīng)過(guò)各自激光位移傳感器Q_i感測(cè)頭為原點(diǎn)，沿鋼軌方向?yàn)閤軸，垂直于槽型鋼軌向上為y軸，此時(shí)激光位移傳感器Q_i建立的二維坐標(biāo)系x_io_iy_i為激光位移傳感器自身建立的坐標(biāo)系；采集所有激光位移傳感器的輸出值，并選出同時(shí)有10個(gè)及以上激光位移傳感器輸出值的有效數(shù)據(jù)組(x_ij,y_ij)，(x_ij,y_ij)為第i個(gè)激光位移傳感器Q_i返回的第j個(gè)有效值，在激光位移傳感器Q_i所建立的二維坐標(biāo)系x_io_iy_i下的坐標(biāo)；其中，i＝1,2...n，j＝1,2,...m，且m≥10；

步驟4，數(shù)據(jù)融合：根據(jù)激光位移傳感器Q_i的測(cè)量點(diǎn)在各自二維坐標(biāo)系x_io_iy_i下坐標(biāo)(x_ij,y_ij)、激光位移傳感器Q_i位置坐標(biāo)值(X_i,0)，確定車(chē)輪上對(duì)應(yīng)激光位移傳感器Q_i的測(cè)量點(diǎn)在融合坐標(biāo)系XOY下坐標(biāo)(X_ij,Y_ij)：

(X_ij,Y_ij)＝(X_i,0)+(x_ij,y_ij)

其中，i＝1,2...n，j＝1,2,...m且m≥10；

步驟5，根據(jù)車(chē)輪上所有有效測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)(X_ij,Y_ij)，利用最小二乘法進(jìn)行擬合圓，得到該測(cè)量位置的初始車(chē)輪直徑D₀和初始圓心坐標(biāo)(X_a,Y_a)；

步驟6，將步驟5得到的初始車(chē)輪直徑D₀和初始圓心坐標(biāo)(X_a,Y_a)，在[X_a-0.1,X_a+0.1]、[Y_a-0.1,Y_a+0.1]范圍中取w組組合值作為初始種群，以所有的有效測(cè)量點(diǎn)到擬合圓的距離之和最小為進(jìn)化目標(biāo)，使用遺傳優(yōu)化算法，對(duì)初始車(chē)輪直徑的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的最終車(chē)輪直徑D₁和圓心坐標(biāo)(X_b,Y_b)；

步驟7，選取步驟3時(shí)刻t的前一刻和后一刻的探測(cè)數(shù)據(jù)，重復(fù)步驟3～6，計(jì)算出兩組車(chē)輪直徑值D₂、D₃，將三組車(chē)輪直徑求平均值，得到最終車(chē)輪直徑D_f：