[發(fā)明專利]一種輪對(duì)垂直度動(dòng)態(tài)測量的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010906160.8
• 申請(qǐng)日: 2020-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN112097692B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張爽;陳儒;劉孝峰;韓偉峰;侯岱雙;王善剛;王華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長春工程學(xué)院
• 主分類號(hào): G01B11/26
• 分類號(hào): G01B11/26;G01B11/00;G06T17/00;G06T7/80;G06T7/30;G06N3/00
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

本發(fā)明公開了一種輪對(duì)垂直度動(dòng)態(tài)測量的方法及系統(tǒng)，該方法采用了點(diǎn)激光位移傳感器和雙目立體視覺相機(jī)，將兩者融合于同一坐標(biāo)系作為測量機(jī)構(gòu)，再將多組測量機(jī)構(gòu)采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到同一激光跟蹤儀數(shù)據(jù)中；將標(biāo)定好的多組測量機(jī)構(gòu)固定安裝到輪對(duì)內(nèi)軸上，當(dāng)輪對(duì)開始拆卸時(shí)，測量機(jī)構(gòu)每隔一段時(shí)間采集一次數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理；對(duì)第一次采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，得到三維坐標(biāo)，以此坐標(biāo)進(jìn)行平面擬合，構(gòu)建輪對(duì)內(nèi)側(cè)面，以第一次構(gòu)建的內(nèi)側(cè)面為基準(zhǔn)，之后計(jì)算所得的數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)進(jìn)行比較，完成輪對(duì)垂直度動(dòng)態(tài)測量。該方法的操作步驟簡單方便、且測量的精度較高，為實(shí)際解決、制定高鐵列車輪對(duì)接觸面損傷預(yù)防措施、評(píng)估輪對(duì)可修復(fù)性等問題奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器視覺三維測量領(lǐng)域，特別涉及一種輪對(duì)垂直度動(dòng)態(tài)測量的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，輪對(duì)是高鐵列車關(guān)鍵零部件之一，國內(nèi)高鐵列車生產(chǎn)企業(yè)比如，中車長春軌道客車股份有限公司等主要采用從德國引進(jìn)的冷壓裝配、高壓注油拆解等工藝完成輪對(duì)的裝配與拆解。而高鐵列車運(yùn)行過程中近30％的輪對(duì)在拆解后，因過盈配合會(huì)導(dǎo)致接觸面上出現(xiàn)不同形狀、尺寸等特征的損傷；而約5％的高鐵輪對(duì)，因拆解過程中接觸面損傷嚴(yán)重導(dǎo)致無法修復(fù)而報(bào)廢，中車長客每年也因此而損失8000余萬元。

因此，如何減少輪對(duì)拆解過程中對(duì)接觸面的損傷，亟需解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于，基于輪對(duì)拆解過程中對(duì)垂直度的要求，提供一種至少部分解決上述技術(shù)問題的一種輪對(duì)垂直度動(dòng)態(tài)測量的方法及系統(tǒng)，采用相對(duì)測量的方式，測量輪對(duì)在拆卸過程中的垂直度，用以分析輪對(duì)過盈配合接觸面劃痕損傷的影響因素和變化規(guī)律，制定輪對(duì)接觸面損傷預(yù)防措施和修復(fù)評(píng)價(jià)方法，防止因拆卸過程中輪對(duì)過盈配合所導(dǎo)致的損傷。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種輪對(duì)垂直度動(dòng)態(tài)測量的方法，包括：

S100、將每組測量機(jī)構(gòu)中的點(diǎn)激光位移傳感器和雙目立體視覺相機(jī)進(jìn)行坐標(biāo)系融合，將所述點(diǎn)激光位移傳感器采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到所述雙目立體視覺相機(jī)中，完成標(biāo)定；

S200、將多組所述測量機(jī)構(gòu)所采集的數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到同一激光跟蹤儀坐標(biāo)系中；

S300、當(dāng)輪對(duì)拆解時(shí)，多組所述測量機(jī)構(gòu)間隔預(yù)設(shè)時(shí)間采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理；其中，標(biāo)定后的多組所述測量機(jī)構(gòu)安裝在輪對(duì)拆解機(jī)中需要拆解的輪對(duì)車軸上；

S400、對(duì)所述雙目立體視覺相機(jī)采集的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，得到雙目立體視覺圖像的三維坐標(biāo)，對(duì)所述三維坐標(biāo)進(jìn)行第一次平面擬合，完成拆卸輪對(duì)的內(nèi)側(cè)面重構(gòu)；

S500、將第一次平面擬合作為基準(zhǔn)，之后每次將所有采集計(jì)算得到的數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)時(shí)測量出輪對(duì)在拆解過程中車軸與車輪之間的垂直度位置關(guān)系。

進(jìn)一步地，所述步驟S200，S100、將每組測量機(jī)構(gòu)中的點(diǎn)激光位移傳感器和雙目立體視覺相機(jī)進(jìn)行坐標(biāo)系融合，將所述點(diǎn)激光位移傳感器采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到所述雙目立體視覺相機(jī)中，完成標(biāo)定；

S200、將多組所述測量機(jī)構(gòu)所采集的數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到同一激光跟蹤儀坐標(biāo)系中；

S300、當(dāng)輪對(duì)拆解時(shí)，多組所述測量機(jī)構(gòu)間隔預(yù)設(shè)時(shí)間采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理；其中，標(biāo)定后的多組所述測量機(jī)構(gòu)安裝在輪對(duì)拆解機(jī)中需要拆解的輪對(duì)車軸上；

S400、對(duì)所述雙目立體視覺相機(jī)采集的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，得到雙目立體視覺圖像的三維坐標(biāo)，對(duì)所述三維坐標(biāo)進(jìn)行第一次平面擬合，完成拆卸輪對(duì)的內(nèi)側(cè)面重構(gòu)；

S500、將第一次平面擬合作為基準(zhǔn)，之后每次將所有采集計(jì)算得到的數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)時(shí)測量出輪對(duì)在拆解過程中車軸與車輪之間的垂直度位置關(guān)系。

進(jìn)一步地，所述每組測量機(jī)構(gòu)包括：雙目立體視覺相機(jī)和一個(gè)點(diǎn)激光位移傳感器；兩個(gè)相機(jī)之間的相對(duì)位置關(guān)系始終保持不變。