基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法和系统，其中，基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法包括：获取待检测车辆的每个车轮的轮廓圆上的N组点的坐标值，其中，每组点包含至少3个点，上述N为大于等于2的整数；根据每组点的坐标值，获取每组点对应的半径值；根据上述N组点在上述轮廓圆上的分布位置，获取分布位置相邻的每两组点对应的半径值的差值；获取大于等于预设值的差值的个数；根据上述个数确定上述车轮的瓣的个数；根据上述车轮的瓣的个数确定上述车轮的形状。本发明专利技术提供的基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法，可以解决现有的车轮检测方法不能及时获知车轮更为精确的磨损情况的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法和系统
本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法和系统。
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，使得车轮出现磨损。由于上述轨道对车轮的磨损以及外界环境对车轮的腐蚀，使得车轮的曲线并不是标准圆形，而是呈现多瓣形。随着轨道车辆运行时间的增加，其车轮曲线的多瓣形现象会更加严重，影响车轮的使用寿命。现有技术中，根据车轮的平均使用寿命，定期对车轮进行更换。然而，采用现有技术的方法，不能及时获知车轮更为精确的磨损情况。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法和系统，以解决现有的车轮检测方法不能及时获知车轮更为精确的磨损情况的问题。本专利技术提供一种基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法，包括：获取待检测车辆的每个车轮的轮廓圆上的N组点的坐标值，其中，每组点包含至少3个点，上述N为大于等于2的整数；根据每组点的坐标值，获取每组点对应的半径值；根据上述N组点在上述轮廓圆上的分布位置，获取分布位置相邻的每两组点对应的半径值的差值；获取大于等于预设值的差值的个数；根据上述个数确定上述车轮的瓣的个数；根据上述车轮的瓣的个数确定上述车轮的形状。可选的，上述获取待检测车辆的每个车轮的轮廓圆上的N组点的坐标值，包括：分别接收至少3台检测器在同步信号作用下发送的待检测车辆的车轮的检测帧，上述检测帧中包括所述车轮轮廓圆上的点的坐标值，上述检测帧与帧编号对应，其中，每台检测器发送的上述帧编号的大小顺序与每台上述检测器的检测次序对应，上述检测以预设时间间隔进行检测；按照上述帧编号的大小顺序，分别对每台所述检测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，直至所述检测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，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；将上述待检测车辆的每个车轮的轮廓圆上的点的坐标值分为N组。可选的，上述获取待检测车辆的每个车轮的轮廓圆上的N组点的坐标值之前，还包括：获取第一矩阵，其中，上述第一矩阵的每一行对应1台检测器发送的检测帧，上述第一矩阵的行数至少为3；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上述车轮的轮廓圆上的点的坐标值的检测帧；获取上述第二矩阵中的检测帧，以用于获取上述待检测车辆的每个车轮的轮廓圆上的点的坐标值。可选的，上述根据每组点的坐标值，获取每组点对应的半径值，包括：对上述每组点的坐标值进行坐标角度变换，得到水平-竖直坐标系内的N组第一变换坐标值；分别对N组第一变换坐标值通过最小二乘法进行曲线拟合，得到N组圆弧；分别获得所述N组圆弧对应的半径值，得到所述每个车轮对应的N个半径值和圆心。本专利技术还提供一种基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测系统，包括：沿单侧轨道的同一侧设置的检测器、沿上述单侧轨道设置的照相机、控制器局域网络(ControllerAreaNetwork；简称：CAN)采集卡和工控主机，其中，上述检测器的数目至少为3；上述检测器用于获取待检测车辆的车轮的检测帧，并向上述CAN采集卡发送上述待检测车辆的车轮的检测帧；上述照相机用于获取上述待检测车辆的车轮上任一点，以用来作为上述车轮的基点；上述CAN采集卡用于接收上述检测器获取的上述待检测车辆的车轮的检测帧,并向上述工控主机发送上述待检测车辆的车轮的检测帧；上述工控主机用于根据上述待检测车辆的车轮的检测帧，获取上述基于多瓣轮模型的车轮尺寸；其中，上述检测帧中包括上述车轮轮廓圆上的点的坐标值。可选的，上述基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测系统，还包括：数字输入/输出(Input/Output；简称：I/O)卡，用于向上述检测器发送同步信号，以控制上述检测器根据上述同步信号进行上述检测帧的采集。可选的，上述基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测系统，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，上述基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测系统，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。本专利技术提供的一种基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法和系统，其中，基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法的包括：获取待检测车辆的每个车轮的轮廓圆上的N组点的坐标值，其中，每组点包含至少3个点，上述N为大于等于2的整数；根据每组点的坐标值，获取每组点对应的半径值；根据上述N组点在上述轮廓圆上的分布位置，获取分布位置相邻的每两组点对应的半径值的差值；获取大于等于预设值的差值的个数；根据上述个数确定上述车轮的瓣的个数；根据上述车轮的瓣的个数确定上述车轮的形状。基于本专利技术提供的基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测系统，通过检测待检测车辆的每个车轮的不同部位的半径值，通过车轮上分布相邻的半径之间的差值与预设值比较，若车轮上分布相邻的半径之间的差值大于预设值，则出现一个拐点。根据每个车轮上出现拐点的个数获得车轮的多瓣形状，进而及时获得每个车轮的具体磨损状况，解决现有的车轮检测方法不能及时获知车轮足够精确的磨损情况的问题。附图说明为了更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法实施例一的流程示意图；图2为本专利技术基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法实施例一的示意图；图3为本专利技术基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法实施例一的另一示意图；图4为本专利技术基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法实施例二的流程示意图；图5为本专利技术基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法实施例三的流程示意图；图6为本专利技术基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法实施例三的另一流程示意图；图7为本专利技术基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测系统实施例四的结构示意图；图8为本专利技术基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测系统实施例四的另一结构示意图。附图标记说明：1：轮廓圆；2：轮廓圆上已经获取坐标值的点；3：“拐点”；4：基点；5：检测器；6：照相机；7：CAN采集卡；8：工控主机；9：轴位传感器；10：数字I/O卡；11：射频天线；12：射频识别主机；13：单侧轨道；14：枕木；15：车辆标签；16：列车；17：车库。具体实施方式下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法，其特征在于，包括：获取待检测车辆的每个车轮的轮廓圆上的N组点的坐标值，其中，每组点包含至少3个点，所述N为大于等于2的整数；根据每组点的坐标值，获取每组点对应的半径值；根据所述N组点在所述轮廓圆上的分布位置，获取分布位置相邻的每两组点对应的半径值的差值；获取大于或等于预设值的差值的个数；根据所述个数确定所述车轮的瓣的个数；根据所述车轮的瓣的个数确定所述车轮的形状。

【技术特征摘要】
1.一种基于多瓣轮模型的车轮尺寸检测方法，其特征在于，包括：获取待检测车辆的每个车轮的轮廓圆上的N组点的坐标值，其中，每组点包含至少3个点，所述N为大于等于2的整数；根据每组点的坐标值，获取每组点对应的半径值；根据所述N组点在所述轮廓圆上的分布位置，获取分布位置相邻的每两组点对应的半径值的差值；获取大于或等于预设值的差值的个数；根据所述个数确定所述车轮的瓣的个数；根据所述车轮的瓣的个数确定所述车轮的形状。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待检测车辆的每个车轮的轮廓圆上的N组点的坐标值，包括：分别接收至少3台检测器在同步信号作用下发送的待检测车辆的车轮的检测帧，所述检测帧中包括所述车轮轮廓圆上的点的坐标值，所述检测帧与帧编号对应，其中，每台检测器发送的所述帧编号的大小顺序与每台所述检测器的检测次序对应，所述检测以预设时间间隔进行检测；按照所述帧编号的大小顺序，分别对每台所述检测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，直至所述检测器发送的最后一个检测帧；当所述差分计算的差分值小于或等于预设阈值时，则进行所述差分计算的两个帧编号对应的检测帧属于所述待检测车辆的同一个车轮，当所述差分计算的差分值大于所述预设阈值时，则所述下一个帧编号对应的检测帧属于所述待检测车辆的下一个车轮；将所述待检测车辆的每个车轮的轮廓圆上的点的坐标值分为N组。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述获取待检测车辆的每个车轮的轮廓圆上的N组点的坐标值之前，还包括：获取第一矩阵，其中，所述第一矩阵的每一行对应1台检测器发送的检测帧，所述第一矩阵的行数至少为3；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所述车轮的轮廓圆上的点的坐标值的检测帧；获取所述第二矩阵中的检测帧，以用于获取所述待检测车辆的每个车轮的轮廓圆上的点的坐标值。4.根据权...

【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