基于F轨的磁浮车辆动态限界的测试装置和测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于F轨的磁浮车辆动态限界的测试装置和测试方法，上述测试装置包括：传感器，同步触发器，处理器；传感器用于设置在磁浮车辆的车体底部且位于F轨的底部，传感器用于检测F轨的待测位置和车体的待测位置，传感器为两组且用于沿车体长度方向依次分布，每组传感器用于分布在车体的两侧且在车体两侧对应设置的传感器位于车体长度方向的同一位置；同步触发器用于和传感器通信连接且用于使所有的传感器同步；处理器用于根据传感器的检测数据计算磁浮车辆的动态包络线。上述测试装置能够获得基于F轨的磁浮车辆的动态包络线，实现了对对基于F轨的磁浮车辆动态限界进行测试，能够获得基于F轨的磁浮车辆在线路上的实际动态偏移。的实际动态偏移。的实际动态偏移。

【技术实现步骤摘要】
基于F轨的磁浮车辆动态限界的测试装置和测试方法


[0001]本专利技术涉及磁浮车辆动态限界测试
，更具体地说，涉及一种基于F轨的磁浮车辆动态限界的测试装置和测试方法。

技术介绍

[0002]磁浮车辆运行的可靠性和稳定性是衡量轨道车辆质量的重要标志之一，动态限界试验是校核及验证轨道车辆在规定站台或设备限界内安全可靠运行的测试手段。
[0003]但是，现阶段并未有测试手段测试基于F轨的磁浮车辆的动态偏移，无法在直线或曲线线路上换算出基于F轨的磁浮车辆的动态偏移。
[0004]综上所述，如何对基于F轨的磁浮车辆动态限界进行测试，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于F轨的磁浮车辆动态限界的测试装置，以对基于F轨的磁浮车辆动态限界进行测试，获得基于F轨的磁浮车辆在线路上的实际动态偏移。本专利技术的另一目的是提供一种基于F轨的磁浮车辆动态限界的测试方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种基于F轨的磁浮车辆动态限界的测试装置包括：传感器，同步触发器，以及处理器；
[0008]其中，所述传感器用于设置在磁浮车辆的车体底部且位于F轨的底部，所述传感器用于检测所述F轨的待测位置和所述车体的待测位置，所述传感器为两组且用于沿所述车体长度方向依次分布，每组所述传感器用于分布在所述车体的两侧，且在所述车体两侧对应设置的所述传感器位于所述车体长度方向的同一位置；
[0009]所述同步触发器用于和所述传感器通信连接且用于使所有的所述传感器同步；
[0010]所述处理器用于和所述同步触发器通信连接，且所述处理器用于根据所述传感器的检测数据计算所述磁浮车辆的动态包络线。
[0011]可选地，所述车体包括用于安装悬浮架固定台的悬浮架固定台区域，一组所述传感器安装于所述车体的一个悬浮架固定台区域，另一组所述传感器安装于所述车体的另一个悬浮架固定台区域；
[0012]和/或，所述传感器用于通过吊挂梁安装于所述车体。
[0013]可选地，每组所述传感器中所述传感器为两个，且用于分布在所述车体的两侧；
[0014]或者，每组所述传感器中所述传感器为四个；每组所述传感器中，两个所述传感器用于分布在所述车体的一侧且用于沿所述车体的长度方向依次分布，另外两个所述传感器用于分布在所述车体的另一侧且用于沿所述车体的长度方向依次分布；每组所述传感器中，分布在所述车体同侧的两个所述传感器之间的距离大于轨道的轨缝；每组所述传感器中，分布在所述车体同侧的两个所述传感器的光线平行。
[0015]可选地，所述基于F轨的磁浮车辆动态限界的的测试装置还包括：用于通信连接所述同步触发器和所述处理器的模拟信号采集器，和/或用于供电的电源。
[0016]可选地，所述处理器具体用于根据所述传感器对所述F轨的检测数据提取F轨特征点并根据所述F轨特征点确定基准坐标系、用于根据所述传感器对所述车体的检测数据计算所述车体的待测位置相对于所述F轨特征点的横向偏移和垂向偏移、用于根据所述车体的待测位置相对于所述F轨特征点的横向偏移和垂向偏移计算所述车体相对于所述基准坐标系的五个自由度姿态数据、以及用于根据五个自由度姿态数据和所述车体的静态轮廓计算所述磁浮车辆的动态包络线；
[0017]其中，所述基准坐标系为垂直于轨道中心线的平面内的直角坐标系，所述基准坐标系的原点为轨距中心点，所述基准坐标系的X轴平行于轨道面，所述基准坐标系的Y轴垂直于轨道面，所述轨距中心点根据两个所述F轨的所述F轨特征点确定。
[0018]可选地，所述处理器用于根据所述传感器对所述F轨的检测数据提取F轨特征点，具体为：
[0019]所述处理器提取所有的所述传感器对所述F轨的检测数据，每个检测数据包括在所述传感器的图像坐标系中的横坐标X和纵坐标Y；所述处理器提取最小的纵坐标Y
min
；所述处理器提取纵坐标Y在(Y
min
‑
c*Y
min
)内的所有检测数据；所述处理器根据所提取的检测数据计算F轨特征点的横坐标X
F
和纵坐标Y
F
；
[0020]其中，c的取值范围为100％
‑
150％；
[0021]所述处理器从纵坐标Y在(Y
min
‑
c*Y
min
)内的所有检测数据中提取所有横坐标X中第一分位数X
1max
和第二分位数X
1min
，处理器根据X
F
＝(X
1max
+X
1min
)/2计算所述F轨特征点的横坐标X
F
；
[0022]所述处理器从纵坐标Y在(Y
min
‑
c*Y
min
)内的所有检测数据中提取所有横坐标X中第三分位数以上的检测数据；所述处理器从所有横坐标X中第三分位数以上的检测数据中提取所有纵坐标Y中第四分位数Y
1min
；所述处理器从纵坐标Y在(Y
min
‑
c*Y
min
)内的所有检测数据中提取所有横坐标X中第五分位数以下的数据；所述处理器从所有横坐标X中第五分位数以下的数据中提取所有纵坐标Y中第六分位数Y
2min
；所述处理器根据Y
F
＝(Y
1min
+Y
2min
)/2计算所述F轨特征点的纵坐标Y
F
。
[0023]可选地，所述车体的待测位置为四个，分别为第一待测位置、第二待测位置、第三待测位置、和第四待测位置，所述第一待测位置和所述第二待测位置位于所述车体的同侧，所述第三待测位置和所述第四待测位置位于所述车体的同侧，所述第一待测位置和所述第三待测位置位于所述车体长度方向的同一位置，所述第二待测位置和所述第四待测位置位于所述车体长度方向的同一位置，所述第一待测位置和所述第二待测位置之间的纵向距离为L
a
；所述第一待测位置和所述第三待测位置之间的横向距离为L
b
；
[0024]所述处理器用于根据所述传感器对所述车体的检测数据计算所述车体的待测位置相对于所述F轨特征点的横向偏移和垂向偏移，具体为：所述处理器根据所述传感器对所述车体的检测数据计算所述第一待测位置相对于F轨特征点的第一横向偏移ΔX1和第一纵向偏移ΔY1、所述第二待测位置相对于F轨特征点的第二横向偏移ΔX2和第二纵向偏移ΔY2、所述第三待测位置相对于F轨特征点的第三横向偏移ΔX3和第三纵向偏移ΔY3、所述第四待测位置相对于F轨特征点的第四横向偏移ΔX4和第四纵向偏移ΔY4；
[0025]所述处理器用于根据所述车体的待测位置相对于所述F轨特征点的横向偏移和垂向偏移计算所述车体相对于所述基准坐标系的五个自由度姿态数据，具体为：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于F轨的磁浮车辆动态限界的测试装置，其特征在于，包括：传感器(3)，同步触发器，以及处理器；其中，所述传感器(3)用于设置在磁浮车辆的车体(1)底部且位于F轨(4)的底部，所述传感器(3)用于检测所述F轨(4)的待测位置和所述车体(1)的待测位置，所述传感器(3)为两组且用于沿所述车体(1)长度方向依次分布，每组所述传感器(3)用于分布在所述车体(1)的两侧，且在所述车体(1)两侧对应设置的所述传感器(3)位于所述车体(1)长度方向的同一位置；所述同步触发器用于和所述传感器(3)通信连接且用于使所有的所述传感器(3)同步；所述处理器用于和所述同步触发器通信连接，且所述处理器用于根据所述传感器(3)的检测数据计算所述磁浮车辆的动态包络线。2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述车体(1)包括用于安装悬浮架固定台(6)的悬浮架固定台区域，一组所述传感器(3)安装于所述车体(1)的一个悬浮架固定台区域，另一组所述传感器(3)安装于所述车体(1)的另一个悬浮架固定台区域；和/或，所述传感器(3)用于通过吊挂梁(2)安装于所述车体(1)。3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，每组所述传感器(3)中所述传感器(3)为两个，且用于分布在所述车体(1)的两侧；或者，每组所述传感器(3)中所述传感器(3)为四个；每组所述传感器(3)中，两个所述传感器(3)用于分布在所述车体(1)的一侧且用于沿所述车体(1)的长度方向依次分布，另外两个所述传感器(3)用于分布在所述车体(1)的另一侧且用于沿所述车体(1)的长度方向依次分布；每组所述传感器(3)中，分布在所述车体(1)同侧的两个所述传感器之间的距离大于轨道的轨缝；每组所述传感器(3)中，分布在所述车体(1)同侧的两个所述传感器(3)的光线平行。4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，还包括：用于通信连接所述同步触发器和所述处理器的模拟信号采集器，和/或用于供电的电源。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的测试装置，其特征在于，所述处理器具体用于根据所述传感器(3)对所述F轨(4)的检测数据提取F轨特征点并根据所述F轨特征点确定基准坐标系、用于根据所述传感器(3)对所述车体(1)的检测数据计算所述车体(1)的待测位置相对于所述F轨特征点的横向偏移和垂向偏移、用于根据所述车体(1)的待测位置相对于所述F轨特征点的横向偏移和垂向偏移计算所述车体(1)相对于所述基准坐标系的五个自由度姿态数据、以及用于根据五个自由度姿态数据和所述车体(1)的静态轮廓计算所述磁浮车辆的动态包络线；其中，所述基准坐标系为垂直于轨道中心线的平面内的直角坐标系，所述基准坐标系的原点为轨距中心点，所述基准坐标系的X轴平行于轨道面(5)，所述基准坐标系的Y轴垂直于轨道面(5)，所述轨距中心点根据两个所述F轨的所述F轨特征点确定。6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述处理器用于根据所述传感器(3)对所述F轨(4)的检测数据提取F轨特征点，具体为：所述处理器提取所有的所述传感器(3)对所述F轨(4)的检测数据，每个检测数据包括在所述传感器(3)的图像坐标系中的横坐标X和纵坐标Y；所述处理器提取最小的纵坐标
Y
min
；所述处理器提取纵坐标Y在(Y
min
–
c*Y
min
)内的所有检测数据；所述处理器根据所提取的检测数据计算F轨特征点的横坐标X
F
和纵坐标Y
F
；其中，c的取值范围为100％
‑
150％；所述处理器从纵坐标Y在(Y
min
–
c*Y
min
)内的所有检测数据中提取所有横坐标X中第一分位数X
1max
和第二分位数X
1min
，处理器根据X
F
＝(X
1max
+X
1min
)/2计算所述F轨特征点的横坐标X
F
；所述处理器从纵坐标Y在(Y
min
‑
c*Y
min
)内的所有检测数据中提取所有横坐标X中第三分位数以上的检测数据；所述处理器从所有横坐标X中第三分位数以上的检测数据中提取所有纵坐标Y中第四分位数Y
1min
；所述处理器从纵坐标Y在(Y
min
–
c*Y
min
)内的所有检测数据中提取所有横坐标X中第五分位数以下的数据；所述处理器从所有横坐标X中第五分位数以下的数据中提取所有纵坐标Y中第六分位数Y
2min
；所述处理器根据Y
F
＝(Y
1min
+Y
2min
)/2计算所述F轨特征点的纵坐标Y
F
；所述第一分位数和所述第二分位数不等，所述第三分位数和所述第五分位数不等。7.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述车体(1)的待测位置为四个，分别为第一待测位置(11)、第二待测位置(12)、第三待测位置(13)、和第四待测位置(14)，所述第一待测位置(11)和所述第二待测位置(12)位于所述车体(1)的同侧，所述第三待测位置(13)和所述第四待测位置(14)位于所述车体(1)的同侧，所述第一待测位置(11)和所述第三待测位置(13)位于所述车体(1)长度方向的同一位置，所述第二待测位置(12)和所述第四待测位置(14)位于所述车体(1)长度方向的同一位置，所述第一待测位置(11)和所述第二待测位置(12)之间的纵向距离为L
a
；所述第一待测位置(11)和所述第三待测位置(13)之间的横向距离为L
b
；所述处理器用于根据所述传感器(3)对所述车体(1)的检测数据计算所述车体(1)的待测位置相对于所述F轨特征点的横向偏移和垂向偏移，具体为：所述处理器根据所述传感器(3)对所述车体(1)的检测数据计算所述第一待测位置(11)相对于F轨特征点的第一横向偏移ΔX1和第一纵向偏移ΔY1、所述第二待测位置(12)相对于F轨特征点的第二横向偏移ΔX2和第二纵向偏移ΔY2、所述第三待测位置(13)相对于F轨特征点的第三横向偏移ΔX3和第三纵向偏移ΔY3、所述第四待测位置(14)相对于F轨特征点的第四横向偏移ΔX4和第四纵向偏移ΔY4；所述处理器用于根据所述车体(1)的待测位置相对于所述F轨特征点的横向偏移和垂向偏移计算所述车体(1)相对于所述基准坐标系的五个自由度姿态数据，具体为：所述处理器根据ΔY＝(ΔY1+ΔY2+ΔY3+ΔY4)/4，计算所述车体(1)的垂向位移偏移ΔY；所述处理器根据Δα＝[(ΔY1+ΔY2)
‑
(ΔY3+ΔY4)]/2L
b
，计算所述车体(1)的侧滚角度偏移；所述处理器根据Δγ＝[(ΔY1+ΔY3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱彬，谭富星，刘洪涛，杨晶，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：