一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，该基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法包括以下步骤：建立世界坐标系XYZ，确定钢轨待测部分的长度以及宽度；确定重力平面尺的长度与宽度并将重力平面尺划分区域；寻找钢轨顶部的三个支点，自适应状态下计算钢轨平直度。该基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法能够对处于非正常状态下的钢轨平直度进行准确测量，测量精确度高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法


[0001]本专利技术涉及钢轨测量
，更具体地，涉及一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法。

技术介绍

[0002]目前，钢轨焊接厂或钢轨厂测量钢轨平直度使用最广泛的方法是将平尺放置在钢轨中心踏面上或者使用电子直线尺(如SEC
‑
RC电子尺)直接进行测量，该测量钢轨平直度方法测量效率比较低、操作繁琐、人为误差较大，随着机器视觉技术快速地发展，基于机器视觉的测量钢轨平直度方法已成为一种趋势，其测量方法大致如下：利用传感器测量钢轨表面，抽取钢轨顶部测量点，连接成一条反映钢轨顶部轮廓的特征曲线，由于基于机器视觉的测量钢轨平直度方法有两点连线法以及最小区域法等，但是这些方法都有一定的缺陷，其缺陷是当钢轨在测量过程中处于非正常状态，图1中示出了钢轨在在测量过程中由正常状态A转为非正常状态B的示意图，例如，钢轨自身发生扭曲时具体如图1所示，此时，使用传感器测量钢轨平直度方法测量方式和计算方法存在一定的不足，测量结果具有一定的偏差，不能够准确地对钢轨平直度测量。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，解决现有技术中钢轨焊接厂或钢轨厂测量钢轨平直度的方法以及利用机器视觉的测量钢轨平直度方法存在的不足和缺陷，能够对处于非正常状态下的钢轨平直度进行准确测量，测量精确度高。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]作为本专利技术的一个方面，提供了一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，包括以下步骤：
[0006]S1.建立世界坐标系XYZ，确定钢轨待测部分的长度以及宽度；
[0007]S2.确定重力平面尺的长度与宽度并将重力平面尺划分区域；
[0008]S3.寻找钢轨顶部的三个支点，自适应状态下计算钢轨平直度。
[0009]作为本专利技术上述方面的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其中S1包括以下步骤：
[0010]S11.建立坐标系XYZ，保证钢轨上的每个测量点在坐标系XYZ上均有对应的坐标信息；
[0011]S12.确定钢轨中待测部位的长度L0以及宽度W0。
[0012]作为本专利技术上述方面的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其中S2包括以下步骤：
[0013]S21.确定重力平面尺长度与宽度，与钢轨待测部位的长度和宽度一致；
[0014]S22.将重力平面尺分成四等份区域，确定重心点、横向重心线以及纵向重心线。
[0015]作为本专利技术上述方面的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其中S22包括以下步骤：
[0016]S221.四等份区域中每两个相邻区域之间由横向重心线、纵向重心线分隔；
[0017]S222.横向重心线和纵向重心线的交点为整个重力平面尺的重心点。
[0018]作为本专利技术上述方面的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其中S3包括以下步骤：
[0019]S31.排出无效算法，寻找钢轨顶部的三个支点；
[0020]S32.待重力平面尺自适应状态，根据三个支点坐标计算重力平尺平面方程；
[0021]S33.将钢轨顶部与重力平尺沿着垂直方向投影，计算平直度。
[0022]作为本专利技术上述方面的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其中S31包括以下步骤：
[0023]S311.排除不符合测量要求钢轨的无效算法；
[0024]S312.依次寻找钢轨顶部的三个支点。
[0025]作为本专利技术上述方面的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其中S311包括以下步骤：
[0026]S3111.如果钢轨表面所测部分所有的点有且只有一个点与重力平面的重心重合，此算法无效；
[0027]S3112.如果钢轨表面只处于对侧的两个点所连接的线段与重力平面的重心重合，则此算法无效。
[0028]作为本专利技术上述方面的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其中S312包括以下步骤：
[0029]S3121.重力平面尺沿着钢轨端部放置，寻找第一个支撑点Pf，直到重力平面尺接触到剩下区域的第二个支撑点Ps；
[0030]S3122.若第一支撑点与第二支撑点是上下同区域或者是左右同区域，则在对向区域进行寻找第三个支撑点Pth；
[0031]S3123.若第一支撑点与第二支撑点在相对区域，将第一支撑点与第二支撑点连线，第三支撑点在两者连线之外的剩余区域寻找。
[0032]作为本专利技术上述方面的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其中S32中每个点都对应一个世界坐标，即第一个支撑点Pf(x1y1z1)、第二个支撑点Ps(x2y2z2)、第三个支撑点Pth(x3y3z3)，求出三个点所在平面的重力平尺平面方程如下式：
[0033]Ax+By+Cz+D＝0
[0034]其中：
[0035]A＝(y3‑
y1)
·
(z3‑
z1)
‑
(z2‑
z1)
·
(y3‑
y1)
[0036]B＝(x3‑
x1)
·
(z2‑
z1)
‑
(x2‑
x1)
·
(z3‑
z1)
[0037]C＝(x2‑
x1)
·
(y3‑
y1)
‑
(x3‑
x1)
·
(y2‑
y1)
[0038]D＝
‑
(A
·
x1+B
·
y1+C
·
z1)
[0039]作为本专利技术上述方面的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其中S33包括以下步骤：
[0040]S331.将钢轨顶部所有的点沿着平面垂直的方向投影到一个二维坐标系中，投影
后的二维坐标系中，平面为直线，钢轨顶部所有的点为不规则曲线；
[0041]S332.若钢轨顶部有缺陷，则计算曲线到直线的极值距离Dmax。
[0042]采用上述技术方案，本专利技术具有以下优点：
[0043]本专利技术提供了一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，通过建立待测钢轨的坐标系，在自适应状态下，计算钢轨的平直度，解决现有技术中钢轨焊接厂或钢轨厂测量钢轨平直度采用的将平尺放置在钢轨中心踏面上或者使用电子直线尺(如SEC
‑
RC电子尺)直接进行测量方法以及利用机器视觉的测量钢轨平直度方法测量过程中处于非正常状态存在测量偏差的技术问题，能够对钢轨平直度进行准确测量，测量精确度高。
附图说明
[0044]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.建立世界坐标系XYZ，确定钢轨待测部分的长度以及宽度；S2.确定重力平面尺的长度与宽度并将重力平面尺划分区域；S3.寻找钢轨顶部的三个支点，自适应状态下计算钢轨平直度。2.如权利要求1所述的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其特征在于，所述S1包括以下步骤：S11.建立坐标系XYZ，保证钢轨上的每个测量点在坐标系XYZ上均有对应的坐标信息；S12.确定钢轨中待测部位的长度L0以及宽度W0。3.如权利要求1所述的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其特征在于，所述S2包括以下步骤：S21.确定重力平面尺长度与宽度，与钢轨待测部位的长度和宽度一致；S22.将重力平面尺分成四等份区域，确定重心点、横向重心线以及纵向重心线。4.如权利要求3所述的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其特征在于，所述S22包括以下步骤：S221.四等份区域中每两个相邻区域之间由横向重心线、纵向重心线分隔；S222.横向重心线和纵向重心线的交点为整个重力平面尺的重心点。5.如权利要求1所述的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其特征在于，所述S3包括以下步骤：S31.排出无效算法，寻找钢轨顶部的三个支点；S32.待重力平面尺自适应状态，根据三个支点坐标计算重力平尺平面方程；S33.将钢轨顶部与重力平尺沿着垂直方向投影，计算平直度。6.如权利要求5所述的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其特征在于，所述S31包括以下步骤：S311.排除不符合测量要求钢轨的无效算法；S312.依次寻找钢轨顶部的三个支点。7.如权利要求5所述的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方法，其特征在于，所述S311包括以下步骤：S3111.如果钢轨表面所测部分所有的点有且只有一个点与重力平面的重心重合，此算法无效；S3112.如果钢轨表面只处于对侧的两个点所连接的线段与重力平面的重心重合，则此算法无效。8.如权利要求5所述的一种基于自适应重力平面尺的钢轨平直度测量方...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁坤，杨海马，李凡，包园园，
申请(专利权)人：上海瑞纽机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：