[發明專利]基于激光輪廓的輪對檢測系統、方法和介質

有效

• 申請號: 202110038729.8
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112881042B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 蔡潤軒;唐翀
• 申請（專利權）人: 北京鐵科時代科技有限公司
• 主分類號: G01M17/10
• 分類號: G01M17/10;G01B11/24;G01B11/00;B61K9/12
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 張超

本發明公開了基于激光輪廓的輪對檢測系統、方法和介質，涉及輪廓輪對自動檢測技術，解決了傳統人工檢測方法費時費力，激光輪廓檢測方法的采樣率低的問題。本發明包括數據處理模塊依據L3和L4采集到的踏面平滑部分點云數據建立踏面平滑模型并采用嶺回歸擬合得到損失函數方程模型，數據處理模塊依據L3和L4采集到的踏面輪緣部分點云數據建立踏面輪緣模型并采用最小二乘法計算得到模擬方程模型；用于綜合兩種模型并調用Python包中的學習庫建立擬合方程模型同時建模踏面曲線，并進行踏面擬合推算輪緣基點，最低點，求得輪緣高度與寬度。本發明相比傳統人工具有高效率，高精度，穩定，低成本的優勢，相比于2D圖像更簡易安裝。

技術領域

本發明涉及激光輪廓輪對自動檢測技術，具體涉及基于激光輪廓的輪對檢測系統、方法和介質。

背景技術

現有輪對檢測技術的方法可以劃分為幾類：

(1)人工專用卡尺方法。(2)圖像檢測方法。(3)超聲遙測檢測方法。(4)激光輪廓檢測方法；

檢測方法優點：

1)人工專用卡尺方法：操作方便，測量精度可以達到0.1mm。

2)圖像檢測方法：采樣率高，機構簡單，精度高，自動檢測。

3)超聲遙測檢測方法：非接觸式測量，精度較高，自動檢測。

4)激光輪廓檢測方法：安裝簡單，精度高，自動檢測。

檢測方法缺陷：

1)人工專用卡尺方法：檢測精度受人工影響較大，人工檢測效率低。

2)圖像檢測方法：造價相對昂貴，光源相對攝像機位置微小變化將會增大檢測誤差。

3)超聲遙測檢測方法：結構復雜，安裝調試困難。

4)激光輪廓檢測方法：采樣率低。

現在的地鐵正在越來越邁向智能化運維時代，隨著硬件設備性能提升，高精度的自動檢測成為輪對檢測發展方向。相比傳統人工檢測方法費時費力，激光輪廓檢測方法則可以進行自動檢測，并且具有高精度，成本相對較低，安裝方便等多種優點，科學計算方便移植多種系統，相關地鐵輪對檢測數據也可做后續人工智能方面數據備份。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：傳統人工檢測方法費時費力，激光輪廓檢測方法的采樣率低，本發明提供了解決上述問題的基于激光輪廓的輪對檢測系統、方法和介質。

本發明通過下述技術方案實現：

基于激光輪廓的輪對檢測系統，包括3D激光輪廓傳感器和數據處理模塊；

兩組所述3D激光輪廓傳感器分別設置在兩側車軌所在地面上，所述3D激光輪廓傳感器包括四個傳感器L1-L4，其中傳感器L4設置在輪對所在的一側輪軌外側地面上，傳感器L1-L3設置在輪對所在的一側輪軌內側地面上，傳感器L1-L3沿著一側輪軌鋪設方向安裝，傳感器L4與L3對齊；

所述3D激光輪廓傳感器用于采樣獲取輪對轉動過程中的多組激光點云數據并發送至數據處理模塊；

所述數據處理模塊用于依據激光點云數據計算得到輪緣的高度與寬度；

包括數據處理模塊依據L1-L4激光點云數據合并得到坐標系，數據處理模塊依據L3和L4采集到的踏面平滑部分點云數據建立踏面平滑模型并采用嶺回歸擬合得到損失函數方程模型，數據處理模塊依據L3和L4采集到的踏面輪緣部分點云數據建立踏面輪緣模型并采用最小二乘法計算得到模擬方程模型；

數據處理模塊用于綜合兩種模型并調用Python包中的學習庫建立擬合方程模型同時建模踏面曲線，并進行踏面擬合推算輪緣基點，最低點，求得輪緣高度與寬度。