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原文传递钢轨轮廓检测系统的设计与实现

论文题名：	钢轨轮廓检测系统的设计与实现
关键词：	铁路运输;钢轨轮廓;检测系统;软件开发
摘要：	随着轨道运输的飞速发展，铁路运力和使用频率的增加，钢轨的磨损速度也越来越快，钢轨出现过度磨损后会对列车的安全构成很大的威胁，定期的对钢轨进行轮廓检测以及维护是非常必要的。因此，精确、快速的检测出钢轨轮廓，并对其分析得出钢轨磨耗值，对于轨道的行车安全是非常重要的。　　目前，钢轨轮廓的检测方法有很多种，国内的检测方法大多数还是采用接触式的卡尺测量方法，这种方法以人工操作为主，其效率低、劳动强度大、精度低，已满足不了当前高速铁路发展的需要。为此，本文运用基于激光三角法的非接触式检测方法，开发了一种高精度的能够实时动态检测的非接触式的钢轨轮廓检测系统。　　本文首先介绍了现有的钢轨轮廓检测方法和本课题的背景及意义，根据激光传感器检测原理与轮廓测量原理，进行了系统的总体方案设计。系统主要由传感器系统、微机系统以及稳压电源系统三个部分组成。具体的系统框架为:在轮轴上安装光电编码器，使得分别检测左右钢轨的传感器能够同步采集轮廓数据与空间等距离采样，然后传感器将采集到的数据点集通过以太网传输到工控机上，在工控机上进行数据预处理、特征点的提取以及坐标的转换后，与标准轮廓进行比较，最终完成计算结果显示、报表打印和数据储存。本系统的数据处理部分主要包括数据的预处理、特征点的提取以及坐标的转换，并对每部分都进行了比较详细的介绍和分析。系统基于Visual C++开发了系统的数据处理以及数据显示软件，使其能够将钢轨轮廓以及钢轨磨耗动态的显示在工控机上。　　本文在实验室搭建了一个简单的钢轨轮廓检测平台，对系统进行了测试验证，并分析了实验的可行性。实验结果表明系统检测结果的误差基本上都在±0.15mm以内，验证了系统的检测精度、稳定性以及重复性。能够基本满足铁路部门相关规定的检测要求，具有重要的实际意义。最后对系统功能的进一步改善提出了建议。
作者：	郭雁一夫
专业：	电子与通信工程
导师：	刘宏立;谭向杰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文