车轮尺寸检测系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种车轮尺寸检测系统和方法，其中，车轮尺寸检测系统包括：至少三个设置在单侧轨道的同一侧的激光位移传感器，至少两个对称设置在单侧轨道的两侧的激光位移传感器，控制器局域网络CAN采集卡和工控主机；激光位移传感器用于获取待检测车辆的车轮的坐标信息，并向CAN采集卡发送待检测车辆的车轮的坐标信息；CAN采集卡用于接收激光位移传感器获取的待检测车辆的车轮的坐标信息,并向工控主机发送待检测车辆的车轮的坐标信息；工控主机用于根据待检测车辆的车轮的坐标信息，在线计算获取车轮的尺寸。通过本发明专利技术提供的车轮尺寸的检测系统和方法在线检测车轮的尺寸，提高了检测效率。

【技术实现步骤摘要】
车轮尺寸检测系统和方法
本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种车轮尺寸检测系统和方法。
技术介绍
轨道交通中列车车轮作为列车与轨道的结合部位，承载整个列车的重量，是列车走行系中重要的组成部件。列车车轮在轨道上的运行过程中，由于轨道线路养护条件差、列车车轮外形与轨道外形匹配不合理和/或列车车轮材质与轨道材质匹配不合理等原因，与轨道相接触的车轮踏面部分及轮缘部分会出现磨损，使车轮的几何尺寸发生变化。不仅会影响列车的乘坐舒适性和运行稳定性，而且，当车轮的踏面和轮缘磨损严重时，影响车轮的使用寿命。所以，需要定期对车轮的尺寸进行检测，防止车轮的过度磨损。现有的对车轮尺寸的检测方法是使用特制的卡尺，对静止的车轮进行多处测量，然后，记录测量数据。通过对测量所得的车轮数据与历史记录的车轮数据进行比较，得出车轮的磨耗量。然而，现有的对车轮尺寸的检测方法的检测效率低。
技术实现思路
本专利技术提供了一种车轮尺寸检测系统和方法，以解决现有的对车轮尺寸的检测方法的检测效率低的问题。本专利技术提供一种车轮尺寸检测系统，包括：设置在单侧轨道的同一侧的激光位移传感器，对称设置在单侧轨道的两侧的激光位移传感器，控制器局域网络(ControllerAreaNetwork；简称：CAN)采集卡和工控主机，其中，上述设置在单侧轨道的同一侧的激光位移传感器的数目至少为3，上述对称设置在单侧轨道的两侧的激光位移传感器的数目至少为2；上述激光位移传感器用于获取待检测车辆的车轮的坐标信息，并向上述CAN采集卡发送上述待检测车辆的车轮的坐标信息；上述CAN采集卡用于接收上述激光位移传感器获取的上述待检测车辆的车轮的坐标信息,并向上述工控主机发送上述待检测车辆的车轮的坐标信息；上述工控主机用于根据上述待检测车辆的车轮的坐标信息，获取上述车轮的尺寸。可选的，上述车轮尺寸检测系统，还包括：数字输入/输出(Input/Output；简称：I/O)卡，用于向上述激光位移传感器发送同步信号，以控制上述激光移位传感器根据上述同步信号进行坐标采集。可选的，上述车轮尺寸检测系统，还包括：轴位传感器，用于检测是否有上述待检测车辆入库，当检测到上述待检测车辆入库，向上述数字I/O卡输出电压模拟信号，以指示上述待检测车辆入库，触发上述数字I/O卡生成上述同步信号。可选的，上述车轮尺寸检测系统，还包括：射频识别主机和射频天线，上述射频天线设置在轨道内侧；用于获取上述待检测车辆的电子标签信息；上述射频识别主机用于根据上述射频天线获取的上述待检测车辆的电子标签信息，确定上述待检测车辆的标识信息，并将上述待检测车辆的标识信息发送至上述工控主机。本专利技术还提供一种车轮尺寸检测方法，包括：分别获取至少五台激光位移传感器在同步信号作用下检测的待检测车辆的车轮的坐标信息，上述坐标信息与帧编号对应，其中，每台激光位移传感器发送的上述帧编号与每台上述激光位移传感器的检测次序对应，上述激光位移传感器以预设时间间隔进行检测，其中，上述坐标信息包括：第一类坐标信息和第二类坐标信息，上述第一类坐标信息通过设置在单侧轨道同一侧的至少三台上述激光位移传感器获取，用于获取每个车轮的半径和圆心；上述第二类坐标信息通过设置在上述单侧轨道两侧的至少两台上述激光位移传感器获取，用于获取每个车轮的轮缘厚度和/或轮缘高度；根据上述帧编号获取每个车轮对应的第一类坐标信息；根据每个车轮的上述第一类坐标信息，获取每个车轮对应的半径和圆心；根据上述帧编号获取每个车轮对应的第二类坐标信息；根据每个车轮的上述第二类坐标信息，获取每个车轮对应的轮缘厚度和/或轮缘高度。可选的，上述获取至少五台激光位移传感器检测的待检测车辆的车轮的坐标信息，包括：接收上述至少五台激光位移传感器发送的检测帧，其中，上述检测帧为上述激光位移传感器以预设时间间隔进行检测获得；获取第一矩阵，其中，上述第一矩阵的每一行对应设置在单侧轨道同一侧的一台激光位移传感器发送的检测帧；去除上述第一矩阵中无效帧所在的列，得到第二矩阵，其中，上述无效帧为未包含坐标信息的检测帧；确定上述第二矩阵中的坐标信息为第一类坐标信息；确定上述设置在上述单侧轨道两侧的至少两台上述激光位移传感器发送的检测帧为第二类坐标信息。可选的，按照上述帧编号的大小顺序，分别对设置在单侧轨道同一侧的每台上述激光位移传感器发送的检测帧的帧编号与相邻的下一个帧编号进行差分计算，直至上述激光位移传感器发送的最后一个检测帧；当上述差分计算的差分值小于或等于预设阈值时，则进行上述差分计算的两个帧编号对应的检测帧属于上述待检测车辆的同一个车轮的第一类坐标信息，当上述差分计算的差分值大于上述预设阈值时，则上述下一个帧编号对应的检测帧属于上述待检测车辆的下一个车轮的第一类坐标信息。可选的，上述根据每个车轮的上述第一类坐标信息，获取每个车轮对应的半径和圆心，包括：对上述待检测车辆的每个车轮对应的上述第一类坐标信息进行坐标角度变换，将上述激光位移传感器发送的坐标信息转换到水平-竖直坐标系内，得到上述每个车轮对应的第一变换坐标信息；分别对上述待检测车辆的每个车轮对应的上述第一变换坐标信息进行奇异值分解SVD，得到上述每个车轮对应的奇异值；根据上述每个车轮对应的奇异值分别对上述第一变换坐标信息进行筛选，得到每个车轮对应的第一筛选坐标信息；根据上述每个车轮对应的第一筛选坐标信息分别获取上述待检测车辆每个车轮对应的车轮半径和圆心。可选的，上述根据上述帧编号获取每个车轮对应的第二类坐标信息，包括：按照上述帧编号的大小顺序，分别对对称设置在所述单侧轨道两侧的每台上述激光位移传感器发送的检测帧的帧编号与相邻的下一个帧编号进行差分计算，直至上述激光位移传感器发送的最后一个检测帧；当上述差分计算的差分值小于或等于预设阈值时，则进行上述差分计算的两个帧编号对应的检测帧属于上述待检测车辆的同一个车轮的第二类坐标信息，当上述差分计算的差分值大于上述预设阈值时，则上述下一个帧编号对应的检测帧属于上述待检测车辆的下一个车轮的第二类坐标信息。可选的，上述根据每个车轮的上述第二类坐标信息，获取每个车轮对应的轮缘厚度和/或轮缘高度，包括：分别根据上述待检测车辆的每个车轮对应的上述第二类车标信息获取上述每个车轮对应的目标踏面，其中，上述目标踏面指上述设置在上述单侧轨道两侧的每台激光位移传感器发送的每个车轮的与其圆心距离最小的踏面，上述每个车轮对应的目标踏面至少包括B个，B为等于或大于2的正偶数；分别获取上述每个车轮对应的B个目标踏面的坐标信息；分别对上述每个车轮对应的B个上述目标踏面的坐标信息进行角度坐标变换，将上述激光位移传感器发送的坐标信息转换到水平-竖直坐标系内，得到上述每个车轮对应的B个目标踏面的第二变换坐标信息；分别将上述每个车轮对应B个目标踏面的第二变换坐标信息融合至同一坐标系内，得到上述每个车轮对应的第二融合坐标信息；分别对上述每个车轮对应的第二融合坐标信息进行曲线拟合，得到上述每个车轮对应的踏面曲线；根据轮缘与踏面的关系，分别计算对应于上述每个车轮的轮缘的厚度和/或轮缘的高度本专利技术提供的一种车轮尺寸检测系统和方法，其中，车轮尺寸检测系统包括：至少三个设置在单侧轨道的同一侧的激光位移传感器，至少两个对称设置在单侧轨道的两侧的激光位移传感器，控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车轮尺寸检测系统，其特征在于，包括：设置在单侧轨道的同一侧的激光位移传感器，对称设置在单侧轨道的两侧的激光位移传感器，控制器局域网络CAN采集卡和工控主机，其中，所述设置在单侧轨道的同一侧的激光位移传感器的数目至少为3，所述对称设置在单侧轨道的两侧的激光位移传感器的数目至少为2；所述激光位移传感器用于获取待检测车辆的车轮的坐标信息，并向所述CAN采集卡发送所述待检测车辆的车轮的坐标信息；所述CAN采集卡用于接收所述激光位移传感器获取的所述待检测车辆的车轮的坐标信息,并向所述工控主机发送所述待检测车辆的车轮的坐标信息；所述工控主机用于根据所述待检测车辆的车轮的坐标信息，获取所述车轮的尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种车轮尺寸检测系统，其特征在于，包括：设置在单侧轨道的同一侧的激光位移传感器，对称设置在单侧轨道的两侧的激光位移传感器，控制器局域网络CAN采集卡和工控主机，其中，所述设置在单侧轨道的同一侧的激光位移传感器的数目至少为3，所述对称设置在单侧轨道的两侧的激光位移传感器的数目至少为2；所述激光位移传感器用于获取待检测车辆的车轮的坐标信息，并向所述CAN采集卡发送所述待检测车辆的车轮的坐标信息；所述CAN采集卡用于接收所述激光位移传感器获取的所述待检测车辆的车轮的坐标信息,并向所述工控主机发送所述待检测车辆的车轮的坐标信息；所述工控主机用于根据所述待检测车辆的车轮的坐标信息，获取所述车轮的尺寸。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：数字输入/输出I/O卡，用于向所述激光位移传感器发送同步信号，以控制所述激光移位传感器根据所述同步信号进行坐标信息的采集。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：轴位传感器，用于检测是否有所述待检测车辆入库，当检测到所述待检测车辆入库，向所述数字I/O卡输出电压模拟信号，以指示所述待检测车辆入库，触发所述数字I/O卡生成所述同步信号。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：射频识别主机和射频天线，所述射频天线设置在轨道内侧；用于获取所述待检测车辆的电子标签信息；所述射频识别主机用于根据所述射频天线获取的所述待检测车辆的电子标签信息，确定所述待检测车辆的标识信息，并将所述待检测车辆的标识信息发送至所述工控主机。5.一种车轮尺寸检测方法，其特征在于，包括：分别获取至少五台激光位移传感器在同步信号作用下检测的待检测车辆的车轮的坐标信息，所述坐标信息与帧编号对应，其中，每台激光位移传感器发送的所述帧编号与每台所述激光位移传感器的检测次序对应，所述激光位移传感器以预设时间间隔进行检测，其中，所述坐标信息包括：第一类坐标信息和第二类坐标信息，所述第一类坐标信息通过设置在单侧轨道同一侧的至少三台所述激光位移传感器获取，用于获取每个车轮的半径和圆心；所述第二类坐标信息通过对称设置在所述单侧轨道两侧的至少两台所述激光位移传感器获取，用于获取每个车轮的轮缘厚度和/或轮缘高度；根据所述帧编号获取每个车轮对应的第一类坐标信息；根据每个车轮的所述第一类坐标信息，获取每个车轮对应的半径和圆心；根据所述帧编号获取每个车轮对应的第二类坐标信息；根据每个车轮的所述第二类坐标信息，获取每个车轮对应的轮缘厚度和/或轮缘高度。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取至少五台激光位移传感器检测的待检测车辆的车轮的坐标信息，包括：接收所述至少五台激光位移传感器发送的检测帧，其中，所述检测帧为所述激光位移传感器以预设时间间隔进行检测获得；获取第一矩阵，其中，所述第一矩阵的每一行对应设置在单侧轨道同一侧的一台激光位移传感器发送的检测帧；去除所述第一矩阵中无效帧所在的列，得到第二矩阵，其中，所述无效帧为未包含坐标信息的检测帧；确定所述第二矩阵中的坐标信息为第一类坐标信息；确定所述设置在所述单侧轨道两侧的至少两台所述激...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾利民，李鲲鹏，常江波，李洋，钟晨玉，
申请(专利权)人：北京锦鸿希电信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11