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钢轨轮廓全断面检测中轨廓动态匹配方法研究
  • ISSN号:1001-8360
  • 期刊名称:铁道学报
  • 时间:2015.5.15
  • 页码:71-77
  • 分类:U216.3[交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]西南交通大学电气工程学院,四川成都610031, [2]金鹰重型工程机械有限公司,湖北襄阳441001
  • 相关基金:国家自然科学基金(51177137,61134001,U1234203);国家高技术研究发展计划(863计划)(2011AA11A102);中国铁路总公司科技研究开发计划(2014G008-C)
  • 相关项目:基于牵引电机监控数据的电力机车粘着控制新方法研究
中文摘要:

钢轨轮廓匹配是钢轨廓形检测的关键步骤,决定轨道几何参数检测精度。在高速动态条件下实现检测钢轨轮廓与标准钢轨轮廓高精度自动匹配,是轨道几何参数高精度动态测量面临的重要问题。本文对钢轨轮廓高精度自动匹配方法进行了研究。首先,根据标准钢轨轮廓曲线曲率固有特征信息,对检测获取的轨腰和轨底廓形中不同圆弧、线段之间切点进行自动识别,实现不同圆弧、线段自动分割;然后,对获取的不同圆弧添加半径约束进行非线性拟合,准确提取各圆弧圆心坐标;最后,针对道岔处钢轨廓形复杂特点,提出采用Kalman滤波器对检测获取的标准轨腰和轨底特征点进行连续在线跟踪和预测,并根据结果构建道岔钢轨虚拟标准轨腰和轨底,以解决道岔处钢轨轮廓匹配问题。将该方法已在轨道检测车中进行实际应用,证明其是切实可行的。

英文摘要:

Rail profile matching algorithm, which directly determines the accuracy of rail geometric parameters measurement results, is crucial in rail profile dynamic detection. It is an important and practical issue in the high precision dynamic measurement of rail geometric parameters to realize high precision automatic matching of the detection of rail profiles with standard rail profile under high speed dynamic conditions. This paper pres- ented a study on high-precision automatic matching algorithm for rail profile. First, based on the characteristic information on the curvature of standard rail profile curve, the tangent points between different arcs and line segments of rail waist and rail base profile that had been obtained through detection, were automatically identified, to achieve automatic segmentation of different arcs and line segments. Then, nonlinear fitting was conducted on different arcs that were subject to radius constraint to accurately extract the coordinates of the center of the circular arcs. Finally, in response to the complex characteristics of rail profile in the turnout area the Kalman filter was applied to perform continuous online tracking and prediction of the feature points of the standard rail waist and rail base and to establish virtual standard rail waist and rail base of the turnout rail based on the results in order to solve the matching problem of the rail profile in the turnout area. The proposed ap- proach proved to be practical and feasible after it was applied in the track inspection car.

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期刊信息
  • 《铁道学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国铁道学会
  • 主编:王德
  • 地址:北京复兴路10号中国铁道学会
  • 邮编:100844
  • 邮箱:tdxb@vip.163.com
  • 电话:010-51848021 51873116
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-8360
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2104/U
  • 邮发代号:2-308
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊,百种中国杰出学术期刊,中国科协第一、二届优秀学术期刊,入选学位与研究生教育中文重要期刊目录,中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17030