[发明专利]钢轨波磨弦测点的实时位置修正方法

说明书

本发明公开了一种钢轨波磨弦测点的实时位置修正方法，包括获取待检测钢轨的图像；进行图像对比度增强；提取钢轨的轨顶边界线；对激光测量点进行定位；进行图像透视失真的移除；对激光测量点的位置进行实时修正。本发明提供的这种钢轨波磨弦测点的实时位置修正方法，通过对动态测量波磨过程中弦测点是否保持在轨顶中部有效范围内做出实时准确地监视与修正，从而有效地保证了波磨测量数据的准确性，为基于激光位移的钢轨磨耗高精度动态检测奠定了坚实的技术基础。

技术领域

本发明具体涉及一种钢轨波磨弦测点的实时位置修正方法。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，铁路已经进入了人们的生产和生活之中，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。钢轨是铁路系统中的重要组成部分。钢轨在投入使用后，随着运营时间的增加，会逐渐在钢轨顶部的某些部位，沿钢轨的纵向面出现一种规律性的、类似于波浪形状的不平顺现象，而这种现象就称作钢轨的波浪形磨损，简称钢轨波磨。

目前，钢轨波磨的测量方法主要有三种：人工卡尺法、惯性基准法和弦测法。

人工卡尺法通过一个与轨道表面接触的游标卡尺沿1m直尺走形带内的高低起伏变化，作为该段位置的波磨曲线。这种方法效率太低，且直尺与轨道表面接触零点的位置，受到钢轨变形以及表面伤损的影响，通常不在同一水平面上，从而影响了测量精度。

惯性基准法通常用于高速轨检车上，它在车体上安装加速度计，在轴箱上安装光电位移计，测量轴箱相对加速度固定点的位移来作为该点的波磨。该方法可以精确描绘波长从100mm到50m的钢轨波磨，但测量精度受行车速度、车轮踏面不平顺的影响较大。

弦测法利用多个位移传感器构造出的弦测值与波磨值间的固有传递函数关系，通过设计相应的逆滤波器来对弦测值进行二次处理，使得输出波形逼近轨道波磨的真实面貌。和惯性基准法相比，其测量值不受车体运行速度的影响，在轨道养护中得到了广泛应用。

目前，铁路线上常用的弦测模型主要有3种：两点弦，三点等弦和三点偏弦。其中三点偏弦的应用最为广泛。

按照BS EN 15610-2009和13231-3-2012的要求，弦测点的位置应该位于距钢轨的轨顶中线±10mm的范围内。然而，动态检测过程中，由于以下两因素的影响，使得目前的三点偏弦的弦测法的测量误差依然较大：

(1)线路弯道

轨道上曲线轨的最小半径约为150m，而列车车厢的长度约为20m，由此容易推导出车厢中部的最大横向偏差为340mm，这一数值远超出了±10mm的有效范围。此时，3个测量点将向轨顶边缘一侧同步移动。

(2)车体蛇形运动

因为轨道不平顺等原因，轮对在向前滚动时会发生向左或者向右偏移一点的现象，这样左右车轮在钢轨上的接触点就会发生变化。由于车轮踏面有一定的斜度，左、右车轮滚动圆的半径大小就会不一致，滚动半径大的车轮速度快，另一侧的车轮向前运行速度相应就要慢一些。这样，车轴的方向就会发生变化，车轮就会出现一会儿向左、一会儿向右，并按照一定的振幅向前运行，轮对前行的样子就像一条蛇在轨道上蠕动前行，这就是蛇行运动。此时，3个测量点的连线将倾斜于轨顶中线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够对弦测点的位置进行实时监视与修正，从而保证弦测法的可靠精确运行的钢轨波磨弦测点的实时位置修正方法。

本发明提供的这种钢轨波磨弦测点的实时位置修正方法，包括如下步骤：

S1.获取待检测钢轨的图像；

S2.对步骤S1得到的待检测钢轨的图像，进行图像对比度增强；

S3.根据步骤S2得到的图像，提取钢轨的轨顶边界线；

S4.对弦测法中的激光测量点进行定位；