[发明专利]一种基于激光位移传感器的车轮直径的检测方法

摘要

本发明公开了一种基于激光位移传感器的车轮直径的检测方法，两组激光位移传感器同时探测车轮踏面轮廓数据点，首先通过坐标变换将探测点坐标转换到与车轮端面平行的平面内；其次，对坐标转换后的数据进行干扰点滤除、数据筛选、平滑处理等操作；然后，提取距车轮内端面70mm处的踏面数据点，结合传感器布设参数，由几何关系得到一组车轮直径；最后，重复上述步骤计算车轮经过测量范围内的多组直径值，将其均值作为最终车轮直径。本发明具有测量精度高、计算速度快等优点。

主权项

1.一种基于激光位移传感器的车轮直径的检测方法，其特征在于步骤如下：步骤1，传感器布设：在轨道内端面设置两组激光位移传感器，记为L1、L2，L1和L2的激光源点在同一条直线上且平行于轨道延伸方向，两者之间的水平距离为L，激光位移传感器L1、L2与钢轨铅垂线的夹角均为β，与沿钢轨的纵向水平线夹角均为α，与钢轨的水平安装距离均为l；步骤2，坐标变换：激光位移传感器L1、L2同时探测同一车轮得到探测点的坐标，将探测点坐标由传感器自身坐标系转换到坐标系中，其中，传感器自身坐标系以激光源点为坐标原点o，激光发射方向的中心线为轴、垂直于激光发射方向的中心线为轴，将坐标系以原点o为中心旋转β角度得到坐标系k＝1、2，分别表示激光位移传感器L1、L2；步骤3，数据干扰点滤除：根据步骤2获得的数据，提取车轮内端面横坐标值U(k)，并以此建立滤窗，滤除数据干扰点；步骤4，数据筛选：根据步骤3获得的数据，按照M≥100的规则对激光位移传感器采集的数据进行筛选，其中，M是激光位移传感器每次采集的数据个数；步骤5，数据平滑处理：根据步骤4获得的数据，对数据点进行平滑处理，减小噪声的干扰；步骤6，关键点获取：根据步骤3获取的车轮内端面横坐标值U(k)，提取(U(k)‑80,U(k)‑60)范围内的数据点进行曲线拟合，根据曲线拟合方程确定激光位移传感器L1、L2在与车轮内端面平行的平面内激光点到距车轮内端面70mm处踏面点的距离值d(1)、d(2)；步骤7，车轮直径获取：根据步骤6获得的两组激光位移传感器在与车轮内端面平行的平面内激光点到距车轮内端面70mm处踏面点的距离值d(1)与d(2)，结合激光位移传感器布设参数α、β、l，获得车轮直径，重复上述步骤计算车轮经过测量范围内的多组直径值，将其均值作为最终车轮直径D；所述步骤2中的坐标变换过程如下：对于激光位移传感器L1输出的坐标值根据式(1)进行坐标旋转得到坐标对于激光位移传感器L2输出的坐标值根据式(2)进行坐标旋转得到坐标