一种非接触的钢轨表面伤损检测方法及其装置.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CN105548197A(43)申请公布日2016.05.04(21)申请号201510896242.8(22)申请日2015.12.08(71)申请人深圳大学地址518060广东省深圳市南山区南海大道3688号(72)发明人李清泉熊智敏毛庆洲刘勇张亮陈智鹏(74)专利代理机构深圳市君胜知识产权代理事务所44268代理人王永文刘文求(51)Int.Cl.G01N21/88(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图3页(54)发明名称一种非接触的钢轨表面伤损检测方法及其装置(57)摘要本发明公开了一种非接触的钢轨表面伤损检测方法及其装置，钢轨表面伤损检测方法包括：由里程计测量载体平台的里程数据，同时由GPS接收机测量载体平台的位置数据；同步控制电路根据里程数据和位置数据对IMU和线激光扫描仪进行同步控制，并输出同步信息给计算机；IMU测量载体平台的姿态参数，线激光扫描仪获取钢轨表面数据并传输给计算机；计算机根据里程数据、位置数据、姿态参数和钢轨表面数据计算出钢轨表面三维点云；根据钢轨表面数据定位伤损区域并进行特征提取，结合钢轨表面三维点云判定伤损信息；利用激光扫描获取钢轨表面轮廓信息，避免钢轨表面伤损对超声波或电磁信号回波的干扰，通过钢轨表面三维点云提高了伤损判断的准确性。CN105548197ACN105548197A权利要求书1/3页1.一种非接触的钢轨表面伤损检测装置，其特征在于，包括载体平台、设置在载体平台上的里程计、IMU、GPS接收机、同步控制电路、线激光扫描仪和计算机；所述同步控制电路根据里程计测量载体平台的里程数据和GPS接收机测量载体平台的位置数据，对IMU和线激光扫描仪进行同步控制，并输出同步信息给计算机；IMU测量载体平台的姿态参数，线激光扫描仪获取钢轨表面数据并传输给计算机；计算机根据里程数据、位置数据、姿态参数和钢轨表面数据计算出钢轨表面三维点云；及根据钢轨表面数据定位伤损区域并进行特征提取，结合钢轨表面三维点云判定伤损信息。2.根据权利要求1所述的非接触的钢轨表面伤损检测装置，其特征在于，所述载体平台包括横梁支架、走行轮和连接件；连接件将横梁支架与走行轮连接，走行轮控制载体平台沿着钢轨移动；所述里程计安装在载体平台的一端，IMU安装在横梁支架的底板中央，GPS接收机案装在横梁支架上方，同步控制电路安装在横梁支架的底板上，计算机安装在横梁支架上方。3.根据权利要求2所述的非接触的钢轨表面伤损检测装置，其特征在于，所述线激光扫描仪包括左线激光扫描仪和右线激光扫描仪；左线激光扫描仪和右线激光扫描仪分别安装在横梁支架的底板的左右两端。4.根据权利要求1所述的非接触的钢轨表面伤损检测装置，其特征在于，还包括电源模块，用于对载体平台上的里程计、IMU、GPS接收机、同步控制电路、线激光扫描仪和计算机供电。5.一种采用权利要求1所述的非接触的钢轨表面伤损检测装置的钢轨表面伤损检测方法，其特征在于，包括：A、由里程计测量载体平台的里程数据，同时由GPS接收机测量载体平台的位置数据；B、同步控制电路根据里程数据和位置数据对IMU和线激光扫描仪进行同步控制，并输出同步信息给计算机；IMU测量载体平台的姿态参数，线激光扫描仪获取钢轨表面数据并均传输给计算机；C、计算机根据里程数据、位置数据、姿态参数和钢轨表面数据计算出钢轨表面三维点云；D、根据钢轨表面数据定位伤损区域并进行特征提取，结合钢轨表面三维点云判定伤损信息。6.根据权利要求5所述的非接触的钢轨表面伤损检测方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：B1、同步控制电路根据里程数据和位置数据进行空间基准调整，并与GPS接收机进行时间同步；B2、同步控制电路对线激光扫描仪和IMU进行同步控制，IMU测量载体平台的姿态参数并传输至计算机，线激光扫描仪获取钢轨表面数据并传输至计算机；B3、同步控制电路将里程数据和生成的同步记录数据传输至计算机。7.根据权利要求6所述的非接触的钢轨表面伤损检测方法，其特征在于，在所述步骤B2中，还包括：B21、GPS接收机在预设频率下输出载体平台的绝对位置坐标，IMU连续获取载体平2CN105548197A权利要求书2/3页台运动过程中的姿态数据，里程计结合载体平台的起始位置获取线性参考坐标，并传输至计算机。8.根据权利要求7所述的非接触的钢轨表面伤损检测方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：C1、计算机根据绝对位置坐标、姿态数据和线性参考坐标计算出载体平台的定位中心轨迹坐标；C2、通过定位中心轨迹坐标计算钢轨表面上每个点的绝对位置坐标，根据所述绝对位置坐标生成钢轨表面三维点云。9.根据权利要求8所述的非接触的钢轨表面伤损检测方法，其特征在于，在所述步骤C2中，所述绝对