尖轨磨耗检测方法及设备技术

本发明专利技术提供一种尖轨磨耗检测方法及设备，该方法包括轮廓预处理步骤、尖轨廓形匹配步骤、尖轨磨耗计算步骤，其中，基于目标位置的里程信息以及预设的尖轨关键位置的关键位置尖轨廓形线计算得到目标位置的标准尖轨廓形线用于分析计算，因此解决了在尖轨的两个关键位置之间的目标位置没有相应的图纸数据的问题；进一步，在尖轨磨耗计算步骤中，分别将采集的尖轨廓形、标准尖轨廓形都与预定的标准全断面廓形进行匹配计算，分别计算得到第一偏差量、第二偏差量，再进一步计算第一偏差量和第二偏差量之间的相差量作为尖轨磨耗量。通过本发明专利技术的方法，可采用同样的算法对尖轨各个位置的磨耗进行计算，从而能够实现整个尖轨段的自动化、高效的磨耗检测。高效的磨耗检测。高效的磨耗检测。

【技术实现步骤摘要】
尖轨磨耗检测方法及设备


[0001]本专利技术属于轨道廓形检测
，具体涉及一种尖轨磨耗检测方法及设备。

技术介绍

[0002]随着轨道的快速发展，重载列车和高速列车在轨道运输中得到了越来越多的应用，而这两种列车的存在使得钢轨受到的磨损、形变增大。钢轨的磨损形变影响列车上乘客的体验，在磨损严重时影响行车安全，因此，为避免上述问题，需要定期对钢轨等轨道部件的磨损程度进行检测。而随着技术发展，对轨件检测的精度要求也越来越高。
[0003]在道岔处，尖轨是转辙器中的重要部件之一，尖轨的磨耗检测主要包括对尖轨上端面的垂磨量、作用边的侧磨量、相对于其旁边的基本轨的下降值进行检测。传统检测方法为人工手持检测器械进行检测，效率很低。目前，虽然出现了一些自动化的轨道检测设备及方法，但尖轨的检测自动化程度仍然较低，普遍还是通过人工测量，有多个方面的原因：其一，尖轨是变截面的轨件，沿其延伸方向，各部分尖轨的形态尺寸均有差异，如采用类似于正线钢轨的自动化检测方法，则每个待检测断面需要相应配置一个算法，会导致算法数量臃肿，难以维护；其二，尖轨在其中一些关键尺寸位置有相应的图纸及数据，而在这些关键尺寸位置之间的其他位置，则没有现成的图纸数据，在这些位置，无法像正线钢轨的自动化检测方法一样直接将扫描得到的廓形与标准廓形进行匹配分析。
[0004]因此，为提高尖轨磨耗的检测效率及自动化程度，有必要提取一种新的尖轨磨耗自动化检测方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为解决上述问题而进行的，目的在于提供一种自动化程度高、检测效率高且运算量相对更小的尖轨磨耗检测方法及设备，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种尖轨磨耗检测方法，其特征在于，包括：轮廓预处理步骤：对线激光传感器采集的目标位置处的基本轨和尖轨的轮廓数据进行预处理，得到目标廓形线以及相应的里程信息；尖轨廓形匹配步骤：基于所述基本轨和所述尖轨的特征，在所述目标廓形线中筛选出基本轨廓形线和尖轨廓形线，并将所述尖轨廓形线与标准全断面廓形线进行匹配；尖轨磨耗计算步骤：计算所述尖轨廓形线相对于所述标准全断面廓形线的第一偏差量，以及计算所述目标位置的标准尖轨廓形线相对于所述标准全断面廓形线的第二偏差量，并计算所述第一偏差量与所述第二偏差量之间的相差量，作为所述目标位置处所述尖轨的磨耗量，其中，所述标准尖轨廓形线基于所述里程信息以及所述尖轨的预定的关键位置处的关键位置尖轨廓形线计算得到。
[0007]本专利技术提供的尖轨磨耗检测方法，还可以具有这样的技术特征，其中，所述尖轨磨耗计算步骤包括：目标降低值计算子步骤：计算所述尖轨廓形线的顶点到匹配的所述标准尖轨廓形线的踏面部分的垂直距离，作为目标降低值；垂磨计算子步骤：计算所述目标降低值和对应的预定的标准降低值之间的差值，作为所述目标位置处所述尖轨的垂磨值；目标
间距计算子步骤：计算所述标准尖轨廓形线的工作边部分上的预定的侧磨检测点到所述尖轨廓形线的工作边部分的水平距离，作为目标间距；侧磨计算子步骤：计算所述目标间距和对应的预定的标准间距之间的差值，作为所述目标位置处所述尖轨的侧磨值，其中，所述第一偏差量包括所述目标降低值和所述目标间距，所述第二偏差量包括所述标准降低值和所述标准间距。
[0008]本专利技术提供的尖轨磨耗检测方法，还可以具有这样的技术特征，其中，所述标准降低值以及所述标准间距的计算包括以下步骤：基于所述目标位置对应的所述里程信息，判定与所述目标位置相邻的所述关键位置，并提取该关键位置的所述关键位置尖轨廓形线；基于该里程信息，在多个预定的尖轨区间中判定所述目标位置所属的所述尖轨区间，并提取相应的区间渐变值；计算该关键位置尖轨廓形线的顶点相对于所述标准尖轨廓形线的踏面部分的降低值，并基于该区间渐变值对该降低值进行修正，得到所述标准降低值；计算该关键位置尖轨廓形线的工作边部分与所述标准尖轨廓形线的工作边部分之间的间距，并基于该区间渐变值对该间距进行修正，得到所述目标间距。
[0009]本专利技术提供的尖轨磨耗检测方法，还可以具有这样的技术特征，其中，所述尖轨为斥离状态的尖轨，所述尖轨廓形匹配步骤包括：尖轨特征识别子步骤：基于所述尖轨的工作边侧的轨腰以及轨底上端的特征，识别出所述尖轨廓形线中的尖轨轨腰边和轨底上端边；尖轨廓形仿射变换子步骤：对所述尖轨廓形线进行仿射变换，使其识别出的尖轨轨腰边和轨底上端边分别与标准尖轨廓形线中的尖轨轨腰边和轨底上端边对齐重叠。
[0010]本专利技术提供的尖轨磨耗检测方法，还可以具有这样的技术特征，其中，所述尖轨为闭合状态的尖轨，所述尖轨廓形匹配步骤包括：尖轨廓形分离子步骤：基于闭合状态的所述尖轨和所述基本轨的特征，从所述目标廓形线中分离出尖轨廓形线；尖轨特征识别子步骤：基于所述尖轨的工作边侧的轨腰以及轨底上端的特征，识别出所述尖轨廓形线中的尖轨轨腰边和轨底上端边；尖轨廓形仿射变换子步骤：对所述尖轨廓形线进行仿射变换，使其识别出的尖轨轨腰边和轨底上端边分别与标准尖轨廓形线中的尖轨轨腰边和轨底上端边对齐重叠。
[0011]本专利技术提供的尖轨磨耗检测方法，还可以具有这样的技术特征，在所述轮廓预处理步骤之后，还包括：基本轨廓形匹配步骤：将所述目标廓形线与预定的标准基本轨廓形线进行匹配；实际降低值计算步骤：基于所述基本轨和所述尖轨的特征，在匹配后的所述目标廓形线中筛选出基本轨廓形线和尖轨廓形线，并计算所述尖轨廓形线的顶点与所述基本轨廓形线的踏面部分的垂直距离，作为所述目标位置处所述尖轨的实际降低值。
[0012]本专利技术提供的尖轨磨耗检测方法，还可以具有这样的技术特征，其中，所述基本轨廓形匹配步骤包括：基本轨特征识别子步骤：以所述基本轨的非作用边侧的下颚部位为基准，在所述目标廓形线中识别定位出下颚部分；基本轨廓形仿射变换子步骤：对所述目标廓形线进行仿射变换，使其识别出的所述下颚部分与所述标准基本轨廓形线的下颚部分对准重叠。
[0013]本专利技术提供的尖轨磨耗检测方法，还可以具有这样的技术特征，在所述实际降低值计算步骤之后，还包括：实际降低值修正步骤：对所述实际降低值进行修正，其包括：廓形筛选子步骤：基于所述尖轨的轨底以及其下方的滑床板的特征，在匹配后的目标廓形中筛选出尖轨廓形线和滑床板廓形线；间隙距离计算子步骤：计算所述尖轨廓形线和所述滑床
板廓形线的两个相邻的断点之间的距离，作为间隙距离；降低值修正子步骤：将所述实际降低值减去所述间隙距离，得到所述目标位置处所述尖轨的修正后的实际降低值。
[0014]本专利技术提供的尖轨磨耗检测方法，还可以具有这样的技术特征，其中，所述线激光传感器至少包括第一线激光传感器、第三线激光传感器和/第四线激光传感器，沿所述基本轨和所述尖轨周向地排列且均朝向所述基本轨和所述尖轨，其投射的线激光与所述基本轨的同一个横断面共面，所述第一线激光传感器位于所述基本轨的外侧，用于获取第一廓形线，所述第三线激光传感器位于所述基本轨的内侧上方，用于获取第三廓形线，所述第四线激光传感器位于所述基本的内侧上方，且相对于所述第三线激光更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种尖轨磨耗检测方法，其特征在于，包括：轮廓预处理步骤：对线激光传感器采集的目标位置处的基本轨和尖轨的轮廓数据进行预处理，得到目标廓形线以及相应的里程信息；尖轨廓形匹配步骤：基于所述基本轨和所述尖轨的特征，在所述目标廓形线中筛选出基本轨廓形线和尖轨廓形线，并将所述尖轨廓形线与预定的标准全断面廓形线进行匹配；尖轨磨耗计算步骤：计算所述尖轨廓形线相对于匹配的所述标准全断面廓形线的第一偏差量，以及计算所述目标位置的标准尖轨廓形线相对于所述标准全断面廓形线的第二偏差量，并计算所述第一偏差量与所述第二偏差量之间的相差量，作为所述目标位置处所述尖轨的磨耗量，其中，所述标准尖轨廓形线基于所述里程信息以及所述尖轨的预定的关键位置处的关键位置尖轨廓形线计算得到。2.根据权利要求1所述的尖轨磨耗检测方法，其特征在于：其中，所述尖轨磨耗计算步骤包括：目标降低值计算子步骤：计算所述尖轨廓形线的顶点到匹配的所述标准尖轨廓形线的踏面部分的垂直距离，作为目标降低值；垂磨计算子步骤：计算所述目标降低值和对应的预定的标准降低值之间的差值，作为所述目标位置处所述尖轨的垂磨值；目标间距计算子步骤：计算所述标准尖轨廓形线的工作边部分上的预定的侧磨检测点到所述尖轨廓形线的工作边部分的水平距离，作为目标间距；侧磨计算子步骤：计算所述目标间距和对应的预定的标准间距之间的差值，作为所述目标位置处所述尖轨的侧磨值，其中，所述第一偏差量包括所述目标降低值和所述目标间距，所述第二偏差量包括所述标准降低值和所述标准间距。3.根据权利要求2所述的尖轨磨耗检测方法，其特征在于：其中，所述标准降低值以及所述标准间距的计算包括以下步骤：基于所述目标位置对应的所述里程信息，判定与所述目标位置相邻的所述关键位置，并提取该关键位置的所述关键位置尖轨廓形线；基于该里程信息，在多个预定的尖轨区间中判定所述目标位置所属的所述尖轨区间，并提取相应的区间渐变值；计算该关键位置尖轨廓形线的顶点相对于所述标准全断面廓形线的踏面部分的降低值，并基于该区间渐变值对该降低值进行修正，得到所述标准降低值；计算该关键位置尖轨廓形线的工作边部分与所述标准全断面廓形线的工作边部分之间的间距，并基于该区间渐变值对该间距进行修正，得到所述目标间距。4.根据权利要求1所述的尖轨磨耗检测方法，其特征在于：其中，所述尖轨为斥离状态的尖轨，所述尖轨廓形匹配步骤包括：尖轨特征识别子步骤：基于所述尖轨的工作边侧的轨腰以及轨底上端的特征，识别出所述尖轨廓形线中的尖轨轨腰边和轨底上端边；尖轨廓形仿射变换子步骤：对所述尖轨廓形线进行仿射变换，使其识别出的尖轨轨腰
边和轨底上端边分别与标准尖轨廓形线中的尖轨轨腰边和轨底上端边对齐重叠。5.根据权利要求1所述的尖轨磨耗检测方法，其特征在于：其中，所述尖轨为闭合状态的尖轨，所述尖轨廓形匹配步骤包括：尖轨廓形分离子步骤：基于闭合状态的所述尖轨和所述基本轨的特征，从所述目标廓形线中分离出尖轨廓形线；尖轨特征识别子步骤：基于所述尖轨的工作边侧的轨腰以及轨底上端的特征，识别出所述尖轨廓形线中的尖轨轨腰边和轨底上端边；尖轨廓形...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永奎，项昶斌，王海涛，王玉林，牛检伟，曹飞，汤强，胡志强，王新菊，
申请(专利权)人：中原利达铁路轨道技术发展有限公司浙江天台和致祥投资有限公司，
类型：发明
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