槽型轨不平顺检测方法、计算机装置和计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种槽型轨不平顺检测方法、计算机装置和计算机可读存储介质，槽型轨不平顺检测方法包括第一步骤，获取来自陀螺仪的姿态角检测数据和来自加速度计的加速度检测数据、根据姿态角检测数据和加速度检测数据生成的误差数据、根据误差数据和姿态角检测数据生成的姿态角校正数据以及来自传感器组的实际检测数据，根据实际检测数据和姿态角校正数据生成槽型轨不平顺数据。计算机装置具有处理器，处理器执行程序时可以实现上述的槽型轨不平顺检测方法。计算机可读存储介质存储有计算机程序，用以实现上述的槽型轨不平顺检测方法。利用校正后生成的姿态角校正数据来计算轨道的不平顺数据具有更高的准确度。

Groove Rail Irregularity Detection Method, Computer Device and Computer Readable Storage Media

The invention provides a groove track irregularity detection method, a computer device and a computer readable storage medium. The groove track irregularity detection method includes the first step, acquiring attitude angle detection data from gyroscope and acceleration detection data from accelerometer, error data generated from attitude angle detection data and acceleration detection data, error data and attitude based on error data and attitude. The attitude angle correction data generated by the angle detection data and the actual detection data from the sensor group are used to generate the groove track irregularity data based on the actual detection data and the attitude angle correction data. The computer device has a processor, which can realize the above groove track irregularity detection method when executing the program. The computer readable storage medium stores a computer program for realizing the above-mentioned groove track irregularity detection method. Using the attitude angle correction data generated after correction to calculate the orbit irregularity data has higher accuracy.

【技术实现步骤摘要】
槽型轨不平顺检测方法、计算机装置和计算机可读存储介质
本专利技术涉及轨道检测
，具体涉及一种槽型轨不平顺检测方法。
技术介绍
随着我国城市轨道交通建设的快速推进，现代有轨电车在国内得以迅速发展。有轨电车经过从传统向现代化的转变，具备客运能力高、工程费用低、节能以及环保等特点，其有效缓解城市交通拥堵和交通污染等社会问题。轨道作为有轨电车的基础载体，其性能状态影响列车的运行安全性。在列车长期的、重复的荷载作用下，轨道几何形态与理想状态之间产生一定的偏差，该偏差数据为轨道的不平顺数据。现有的一种轨道不平顺检测方法将加速度计获取到的三维加速度和三维角速度数据进行捷联矩阵计算，获得不平顺数据后再根据该不平顺数据生成轨道的高低、轨向和轨距等几何参数。现有的该种轨道不平顺检测方法存在的问题是，由于加速度计较为敏感，容易受有轨电车行驶时的震动影响，取瞬时值进行数据计算误差较大。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种提高检测精度的槽型轨不平顺检测方法。本专利技术的第二目的在于提供一种能实现提高检测精度的槽型轨不平顺检测方法的计算机装置。本专利技术的第三目的在于提供一种能实现提高检测精度的槽型轨不平顺检测方法的计算机可读存储介质。本专利技术提供的槽型轨不平顺检测方法包括第一步骤，获取来自陀螺仪的姿态角检测数据和来自加速度计的加速度检测数据；第二步骤，根据姿态角检测数据和加速度检测数据生成误差数据；第三步骤，根据误差数据和姿态角检测数据生成姿态角校正数据；第四步骤，获取来自传感器组的实际检测数据，根据实际检测数据和姿态角校正数据生成槽型轨不平顺数据。由上述方案可见，在获取来自陀螺仪的姿态角检测数据和来自加速度计的加速度检测数据后，根据获取的两组数据先计算出误差数据，再通过误差数据校正姿态角检测数据，从而生成姿态角校正数据，利用校正后的姿态角校正数据来计算轨道的不平顺数据具有更高的准确度。进一步的方案是，姿态角校正数据包括横滚角校正数据；实际检测数据包括轨距数据；槽型轨不平顺数据包括超高值数据；第四步骤中，根据轨距数据和横滚角校正数据生成超高值数据。由上述方案可见，根据校正后获取的横滚角校正数据计算生成的超高值数据具有更高的准确度。进一步的方案是，第四步骤后，还包括判断超高值数据是否高于预设数据，若是，生成报错信号。由上可见，当系统判断超高值高于标准值时，则发出报错信号以提醒检测者。进一步的方案是，第三步骤中，根据误差数据和姿态角检测数据生成姿态角校正数据后，根据姿态角校正数据生成加速度校正数据；加速度校正数据包括垂向加速度校正数据；实际检测数据包括关于激光传感器与槽型轨之间垂向距离的垂向距离数据；槽型轨不平顺数据包括高低值数据；第四步骤中，根据垂向加速度校正数据和垂向距离数据生成高低值数据。另一进一步的方案是，加速度检测数据还包括横向加速度检测数据；姿态角校正数据还包括横滚角速度校正数据和航向角速度校正数据；实际检测数据还包括行驶速度数据和轨道夹角数据；槽型轨不平顺数据还包括轨向值数据；第四步骤中，根据横向加速度检测数据、横滚角速度校正数据、航向角速度校正数据、行驶速度数据和轨道夹角数据生成轨向值数据。由上可见，根据误差数据校正并生成加速度校正数据，并根据加速度检测数据或加速度校正数据计算生成的高低值数据和轨向值数据具有更高的准确度。进一步的方案是，第二步骤中还包括根据姿态角检测数据生成四元数数据；第三步骤中包括根据误差数据更新四元数数据，并根据更新后的四元数数据生成姿态角校正数据。进一步的方案是，第二步骤中还包括根据四元数数据生成地理加速度数据；根据加速度检测数据和归一化算法生成加速度姿态数据；第三步骤中还包括根据地理加速度数据和加速度姿态数据作叉积计算生成误差数据。进一步的方案是，第三步骤中，根据误差数据和姿态角检测数据并根据互补滤波法生成姿态角校正数据。由上可见，通过互补滤波，将误差数据补偿到角速度中，修正角速度积分漂移，系数不断被陀螺积分更新，也不停地被误差修正。本专利技术第二目的提供的计算机装置包括处理器，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现上述槽型轨不平顺检测方法的步骤。由上述方案可见，计算机装置执行程序实现槽型轨不平顺检测方法的步骤后，通过计算获得的误差数据校正姿态角检测数据，从而生成姿态角校正数据，利用校正后的姿态角校正数据来计算轨道的不平顺数据具有更高的准确度。本专利技术第三目的提供的计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的槽型轨不平顺检测方法的步骤。由上述方案可见，计算机可读存储介质上存储的计算机程序被执行后可实现槽型轨不平顺检测方法的步骤，通过计算获得的误差数据校正姿态角检测数据，从而生成姿态角校正数据，利用校正后的姿态角校正数据来计算轨道的不平顺数据具有更高的准确度。附图说明图1为本专利技术槽型轨不平顺检测系统实施例的连接框图。图2为本专利技术槽型轨不平顺检测装置实施例的设置方式示意图。图3为本专利技术槽型轨不平顺检测方法实施例的流程图。图4为本专利技术槽型轨不平顺检测方法实施例中的超高值算法流程图。具体实施方式参见图1和图2，图1为本专利技术槽型轨不平顺检测装置实施例的设置方式示意图，图2为本专利技术槽型轨不平顺检测系统实施例的连接框图。本专利技术提供一种利用惯性基准-激光三角综合算法实现的槽型轨不平顺检测方法。槽型轨不平顺检测方法采用槽型轨不平顺检测系统执行程序而实现，槽型轨不平顺检测系统包括激光传感器1、转速传感器2、惯性传感器3、倾角仪4、单片机5和上位机6，激光传感器1为二维激光传感器，激光传感器1通过以太网与上位机6连接；转速传感器2为齿轮转速传感器，惯性传感器3为ADIS16365BMLZ惯性传感器，其内具有加速度计31和陀螺仪32，单片机5为STM32F407ZG单片机，转速传感器2、惯性传感器3和倾角仪4均与单片机5连接，单片机5与上位机6连接，上位机6为计算机。不平顺检测系统安装在槽型轨检测小车上，槽型轨检测小车上的槽型轨不平顺检测装置包括检测梁8、上述的倾角仪4、惯性传感器3和转速传感器2，检测梁8设置在检测车底部且位于前轨道轮和后轨道轮之间，在检测梁8的延伸方向上，两个惯性传感器3设置在检测梁8的两端，倾角仪4设置在检测梁8的中点，槽型轨检测小车于左槽型轨91和右槽型轨92上行走以对左槽型轨91和右槽型轨92的数据进行检测，一个惯性传感器3位于左槽型轨91上的上方，另一个惯性传感器3位于右槽型轨92的上方。转速传感器设置在轨道轮的转轴处以获取轨道轮的转速检测数据。参见图3，图3为本专利技术槽型轨不平顺检测方法实施例的流程图。在进行槽型轨不平顺检测时，先执行步骤S1，系统获取来自惯性传感器的姿态角检测数据和加速度检测数据。惯性传感器采用ADIS16365惯性传感器，其内具有陀螺仪和加速度计，陀螺仪可检测获取姿态角检测数据，加速度计可获取加速度检测数据。随后执行步骤S2，根据四元数算法和互补滤波算法计算生成姿态角校正数据和加速度校正数据。首先将陀螺仪检测得到的姿态角检测数据，即车体姿态角数据转化成四元数；姿态角检测数据包括横滚角α、俯仰角β和航向角γ，根据公式将横滚角α、俯仰角β和航向角γ转化为四元数：同时，将加速度检测数据归一化处理，加速度检测数据包括x轴方向的横向加速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种槽型轨不平顺检测方法，其特征在于，包括：第一步骤，获取来自陀螺仪的姿态角检测数据和来自加速度计的加速度检测数据；第二步骤，根据所述姿态角检测数据和所述加速度检测数据生成误差数据；第三步骤，根据所述误差数据和所述姿态角检测数据生成姿态角校正数据；第四步骤，获取来自传感器组的实际检测数据，根据所述实际检测数据和所述姿态角校正数据生成槽型轨不平顺数据。

【技术特征摘要】
1.一种槽型轨不平顺检测方法，其特征在于，包括：第一步骤，获取来自陀螺仪的姿态角检测数据和来自加速度计的加速度检测数据；第二步骤，根据所述姿态角检测数据和所述加速度检测数据生成误差数据；第三步骤，根据所述误差数据和所述姿态角检测数据生成姿态角校正数据；第四步骤，获取来自传感器组的实际检测数据，根据所述实际检测数据和所述姿态角校正数据生成槽型轨不平顺数据。2.根据权利要求1所述的槽型轨不平顺检测方法，其特征在于：所述姿态角校正数据包括横滚角校正数据；所述实际检测数据包括轨距数据；所述槽型轨不平顺数据包括超高值数据；所述第四步骤中，根据所述轨距数据和所述横滚角校正数据生成所述超高值数据。3.根据权利要求2所述的槽型轨不平顺检测方法，其特征在于：所述第四步骤后，还包括：判断所述超高值数据是否高于预设数据，若是，生成报错信号。4.根据权利要求2所述的槽型轨不平顺检测方法，其特征在于：所述第三步骤后，根据所述姿态角校正数据生成加速度校正数据；所述加速度校正数据包括垂向加速度校正数据；所述实际检测数据包括关于激光传感器与槽型轨之间垂向距离的垂向距离数据；所述槽型轨不平顺数据包括高低值数据；所述第四步骤中，根据所述垂向加速度校正数据和所述垂向距离数据生成所述高低值数据。5.根据权利要求4所述的槽型轨不平顺检测方法，其特征在于：所述加速度检测数据还包括横向加速度检测数据；所述姿态角校正数据还包括横滚角速度校正数据和航...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢勇君，詹鸿源，郭育城，冯冬秀，郭凯锋，邓瑾毅，白宇，曾蓉，冯昊，张紫萱，洪超然，夏建健，杨洁琼，严冬松，武建华，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东,44