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一种机车车辆限界柔性检测系统关键技术研究
| 论文题名： | 一种机车车辆限界柔性检测系统关键技术研究 |
| 关键词： | 限界检测;机车车辆;柔性测量系统;龙门框架;伺服导轨;视觉传感器 |
| 摘要： | 机车车辆限界是机车车身任何部位都不能够超越的极限截面轮廓，是否超限直接影响着机车的运输能力与行驶安全，车辆出厂前必须进行严格的限界检测。目前使用的限界规检测方法检测型号单一，耗时较长，精度较低，而我国的机车生产厂商能够为多个国家生产各种型号机车，不同国家不同限界尺寸差别很大，限界检测手段必须满足多种车型检测的需要。针对这一需求，本课题设计了具有快速自动检测特点的机车车辆限界柔性检测系统，并研究其关键技术。本文的主要工作包括： 完成机车车辆限界柔性检测系统方案设计。分析系统关键需求，形成系统设计技术指标。设计了以龙门框架、伺服导轨、视觉传感器为主要结构的系统方案，并完成机械结构参数设计，满足所有型号机车在慢速行驶通过检测区域后，完成自动限界检测的需要。设计系统数据处理架构与流程，视觉传感器与上位机共同承担数据处理工作，提升处理效率。 设计适用于限界检测的视觉传感器。采用直射式线结构光视觉测量法，测量频率为60Hz，完成关键器件选型、结构设计、标定方法设计。评价相机参数标定结果的重投影误差小于0.015个像素，评价线结构光平面标定结果的物方投影距离小于0.06mm，标定结果可靠，可以满足测量需要。 设计系统标定方法，实现测量过程中多个坐标系的统一。设计建立传感器坐标系作为中间坐标系，解决了工程现场系统标定难度大的问题。分析坐标系之间的转换关系以及需要标定的参数，结合激光跟踪仪，设计高精度专用标定靶标辅助标定。 实验室环境下搭建测量系统，完成系统标定，使用高精度专用标定靶标进行实验验证。实验结果证明系统的测量精度优于1mm，重复性精度优于0.2mm，测量结果准确可靠，达到预期设计目标，可以满足限界检测需要。 |
| 作者： | 王晓川 |
| 专业： | 仪器仪表工程 |
| 导师： | 陈津平;路瑞军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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