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原文传递车载式线路全断面检测系统研究

论文题名：	车载式线路全断面检测系统研究
关键词：	车载式;线路;断面检测;检测系统;全断面;图像采集系统;超限;实现方法;轨道交通;断面测量;动态补偿;测速定位;基准坐标系;设计;列车;激光器;惯性基准系统;转速传感器;数据的采集;数据采集卡
摘要：	随着我国轨道交通行业的高速发展，大量新建线路与改造线路的验收需要快速的全断面测量技术。线路全断面尺寸的测量是铁路安全高速运行的基础，其主要检测内容包括：接触网高度、道床断面、桥隧涵轮廓、临线间距及其他限界尺寸等，这些参数对于列车能否安全快速运行起着非常重要的作用。　　论文研究的车载式线路全断面检测系统是基于动态非接触检测方法而设计，采用两台180°扫描范围的高速激光测距仪完成线路全断面数据的采集。通过基于二维坐标法的标定系统实现由激光器中心坐标系到轨道基准坐标系的转换；利用基于位移计和陀螺仪相结合的动态惯性基准系统对车体姿态变化进行动态补偿，提高系统精度；基于转速传感器和点式激光器的测速定位系统完成列车定位和里程的定点修正；超限图像采集系统完成线路的超限判断和超限处的图像采集；基于时间和里程的同步信息系统实现各传感器信号的同步。　　论文论述了车载式线路全断面检测系统的整体方案及其实现方法，介绍了全断面测量及其标定算法、动态补偿算法，测速定位及其校正算法、超限判断及超限图像采集算法实现。重点阐述了基于FPGA的数据采集卡的方案设计与实现，利用VHDL语言实现FPGA内IP核设计，给出各功能模块的功能和时序仿真。同时给出了同步信号的组成、同步系统的应用，以及PCI接口电路的实现方法，并利用VC++6.0完成PCI驱动程序的编写。最后介绍了该系统在实验室的实验和在福州工务段酌应用情况，并对系统进行了误差分析。　　在现场试验中，该系统直接加载于正常运营的列车上，表现出易于安装、抗雨雪及光线等外界干扰，测量精度高，可以很好的适应轨道交通的应用环境。
作者：	刘玉
专业：	机械电子工程
导师：	史红梅
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文