列车轮对踏面三维轮廓自动化测量方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106017354A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610596243.5(22)申请日2016.07.26(71)申请人广州地铁集团有限公司地址510330广东省广州市海珠区新港东路1238号万胜广场A塔(72)发明人苏钊颐(74)专利代理机构广州新诺专利商标事务所有限公司44100代理人罗毅萍(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称列车轮对踏面三维轮廓自动化测量方法和系统(57)摘要本发明提供了一种列车轮对踏面三维轮廓自动化测量方法和系统，所述方法包括以下步骤：(1)获取列车轮不同截面的踏面轮缘的离散点集；(2)将所述离散点集分别拟合成完整轮廓曲线；(3)分别求解得到各个完整轮廓曲线上特定点的踏面半径，所述特定点到轮缘端面距离相等；(4)以特定点所在滚动圆的圆心为原点建立三维坐标系，计算得到一系列踏面滚动圆周上的特定点的三维坐标数组；(5)将三维坐标数组对应的完整轮廓曲线拟合得到踏面的完整轮廓。本发明提供的列车轮对踏面三维轮廓自动化测量方法和系统，能够测量列车的踏面的轮廓，从而可以看出列车踏面的磨损程度，测量精度高。CN106017354ACN106017354A权利要求书1/2页1.一种列车轮对踏面三维轮廓自动化测量方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)获取列车轮不同截面的踏面轮缘的离散点集；(2)将所述离散点集分别拟合成完整轮廓曲线；(3)分别求解得到各个完整轮廓曲线上特定点的踏面半径，所述特定点到轮缘端面距离相等；(4)以特定点所在滚动圆的圆心为原点建立三维坐标系，计算得到一系列踏面滚动圆周上的特定点的三维坐标数组；(5)将三维坐标数组对应的完整轮廓曲线拟合得到踏面的完整轮廓。2.根据权利要求1所述的列车轮对踏面三维轮廓自动化测量方法，其特征在于，所述获取列车轮不同截面的踏面轮缘的离散点集包括：(11)获取列车轮不同截面的踏面轮缘的坐标；(12)将所述坐标融合成离散点集。3.根据权利要求2所述的列车轮对踏面三维轮廓自动化测量方法，其特征在于，所述获取列车轮不同截面的踏面轮缘的坐标包括：在轨道上靠近列车轮的踏面和轮缘的位置分别设置激光位移传感器，从列车轮进入激光位移传感器有效测量范围到离开激光位移传感器有效测量范围止，两个激光位移传感器分别同步获取列车轮不同截面的踏面轮缘的自有坐标系坐标；将所述自有坐标系坐标转换成中间坐标系坐标。4.根据权利要求3所述的列车轮对踏面三维轮廓自动化测量方法，其特征在于，所述将所述自有坐标系坐标转换成中间坐标系坐标包括：建立自有坐标系到中间坐标系的转换关系；根据所述转换关系将自有坐标系坐标转换为中间坐标系坐标。5.根据权利要求1所述的列车轮对踏面三维轮廓自动化测量方法，其特征在于，所述将所述离散点集分别拟合成完整轮廓曲线包括：将离散点分区段拟合成分段曲线；将所述分段曲线拟合成完整轮廓曲线。6.一种列车轮对踏面三维轮廓自动化测量系统，其特征在于，包括：离散点集获取模块、轮廓曲线拟合模块、半径求解模块、三维坐标求解模块以及踏面轮廓拟合模块，其中，离散点集获取模块，用于获取列车轮不同截面的踏面轮缘的离散点集；轮廓曲线拟合模块，用于将所述离散点集分别拟合成完整轮廓曲线；半径求解模块，用于分别求解得到各个完整轮廓曲线上特定点的踏面半径，所述特定点到轮缘端面距离相等；三维坐标求解模块，用于以特定点所在滚动圆的圆心为原点建立三维坐标系，计算得到一系列踏面滚动圆周上的特定点的三维坐标数组；踏面轮廓拟合模块，用于将三维坐标数组对应的完整轮廓曲线拟合得到踏面的完整轮廓。7.根据权利要求6所述的列车轮对踏面三维轮廓自动化测量系统，其特征在于，所述离散点集获取模块包括坐标获取单元、坐标融合单元、其中，坐标获取单元，用于获取列车轮不同截面的踏面轮缘的坐标；2CN106017354A权利要求书2/2页坐标融合单元，将所述坐标融合成离散点集。8.根据权利要求7所述的列车轮对踏面三维轮廓自动化测量系统，其特征在于，所述坐标获取单元包括两个激光位移传感器和坐标转换单元，激光位移传感器，分别设置在所述列车轮的内侧和外侧，所述激光位移传感器分别同步获取列车轮不同截面的踏面轮缘的自有坐标系坐标；坐标转换单元，将所述自有坐标系坐标转换成中间坐标系坐标。9.根据权利要求8所述的列车轮对踏面三维轮廓自动化测量系统，其特征在于，所述坐标转换单元包括，测量模型子单元，用于建立自有坐标系到中间坐标系的转换关系；转换子单元，用于根据所述转换关系将自有坐标系坐标转换为中间坐标系坐标。10.根据权利要求6所述的列车轮对踏面三维轮廓自动化测量系统，其特征在于，所述轮廓曲线拟合模块包