亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        軌道短波檢測(cè)中數(shù)據(jù)拼接方法的研究

        2011-01-15 09:55:30羅麗萍柳林佳
        鐵道建筑 2011年2期
        關(guān)鍵詞:軌面平順短波

        羅麗萍,柳林佳

        (南昌大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,南昌 330031)

        軌道短波檢測(cè)中數(shù)據(jù)拼接方法的研究

        羅麗萍,柳林佳

        (南昌大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,南昌 330031)

        鋼軌頂面短波不平順對(duì)噪聲、振動(dòng)、安全和輪軌沖擊荷載均有很大影響。為嚴(yán)格控制鋼軌頂面短波不平順開(kāi)發(fā)了輕便、高精度的軌面短波不平順測(cè)量裝置。本文簡(jiǎn)要介紹了該測(cè)量?jī)x的系統(tǒng)構(gòu)成、測(cè)量原理,主要針對(duì)測(cè)量過(guò)程中由于儀器測(cè)量基長(zhǎng)的限制,不可能一次性完成規(guī)定軌道長(zhǎng)度的測(cè)量問(wèn)題,從而采取分段測(cè)量、逐步數(shù)據(jù)拼接的方法。

        軌道檢測(cè) 短波不平順 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)拼接

        列車(chē)在高速運(yùn)行時(shí),由于瞬間通過(guò)的距離長(zhǎng),其通過(guò)長(zhǎng)度范圍內(nèi)存在的小軌面不平順就會(huì)對(duì)車(chē)輛的簧下系統(tǒng)形成高頻振動(dòng),引起車(chē)輪對(duì)鋼軌的沖擊荷載,加大動(dòng)荷的沖擊力,加速軌道殘余變形的積累,導(dǎo)致道砟破碎、道床路基產(chǎn)生不均勻沉降,從而形成較大波長(zhǎng)的軌道不平順,使軌道過(guò)早失效,而失效軌道的不及時(shí)處理勢(shì)必危及行車(chē)安全;而且沖擊和振動(dòng)又會(huì)影響機(jī)車(chē)與車(chē)輛零部件的使用壽命[1]。因此,嚴(yán)格控制鋼軌頂面短波不平順可有效減少輪軌之間的沖擊作用,降低噪聲,對(duì)延長(zhǎng)鋼軌,車(chē)輛部件的使用壽命、減少軌道維修費(fèi)用、減輕噪聲污染均有重要意義[2]。

        短波不平順是指波長(zhǎng)1 m以下的軌面不平順,其幅值較小,多在0.1~2.0 mm,主要為鋼軌波紋或波浪磨耗、焊縫平順度超標(biāo)、鋼軌不均勻磨耗、剝離掉塊和軌枕間距不當(dāng)?shù)纫蛩禺a(chǎn)生。

        1 系統(tǒng)構(gòu)成

        測(cè)量系統(tǒng)主要由電渦流傳感器、里程傳感器、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)控制器、STC單片機(jī)和一臺(tái)PC機(jī)組成。系統(tǒng)構(gòu)成如圖1。在測(cè)量的過(guò)程中,步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)電渦流傳感器在鋼軌表面上方做橫向來(lái)回直線移動(dòng)。在移動(dòng)的過(guò)程中,傳感器拾取傳感器探頭與鋼軌頂軌面之間的間距信號(hào),經(jīng)電平轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集后,通過(guò)串口發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行在線數(shù)據(jù)處理,采樣間隔10 mm。

        2 拼接原理及坐標(biāo)變換

        圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        在軌道短波檢測(cè)的過(guò)程中,因其軌道檢測(cè)裝置測(cè)量基長(zhǎng)的限制,一次性的測(cè)量不可能完成規(guī)定軌道長(zhǎng)度的檢測(cè)。針對(duì)這個(gè)檢測(cè)問(wèn)題,提出分次測(cè)量,逐步數(shù)據(jù)拼接的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定長(zhǎng)度的檢測(cè),測(cè)量原理如圖2。圖中實(shí)線部分為移動(dòng)之前的測(cè)量位置,虛線部分為移動(dòng)一段距離之后的測(cè)量位置,實(shí)線與虛線交匯的部分是前后兩段測(cè)量數(shù)據(jù)需要進(jìn)行拼接的部分。

        實(shí)線與虛線交匯的部分在前后兩個(gè)測(cè)量坐標(biāo)系下的測(cè)量值是完全不同的,如圖5、圖6。測(cè)量裝置移動(dòng)一段距離之后,其測(cè)量坐標(biāo)系發(fā)生了變化,從而導(dǎo)致在測(cè)量的過(guò)程中對(duì)同一區(qū)域前后測(cè)量得出兩種結(jié)果。因此,在拼接的過(guò)程中,需要建立測(cè)量坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型,將后面測(cè)量的測(cè)量值轉(zhuǎn)換到第一次測(cè)量時(shí)的初始測(cè)量坐標(biāo)系中。

        坐標(biāo)變換可實(shí)現(xiàn)測(cè)量坐標(biāo)系的統(tǒng)一,實(shí)現(xiàn)重疊區(qū)域數(shù)據(jù)曲線的旋轉(zhuǎn)和平移,從而最終找到重合部分的精確定位。由二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式[3]

        圖2 測(cè)量原理

        其中,x1、y1是移動(dòng)之前的曲線坐標(biāo);x2、y2是移動(dòng)一段距離之后的曲線坐標(biāo);θ為旋轉(zhuǎn)角度;x0、y0為平移量。

        依據(jù)(2)式分析可以得知:數(shù)據(jù)拼接的關(guān)鍵在于求得旋轉(zhuǎn)角度θ和平移量y0。

        3 拼接方法

        3.1 最佳初始拼接點(diǎn)

        初始拼接點(diǎn)的正確與否直接影響到整體拼接的誤差大小,對(duì)于相鄰兩次測(cè)量來(lái)說(shuō),依據(jù)移動(dòng)了多少距離簡(jiǎn)單求出的初始拼接點(diǎn)并不一定是最佳的拼接點(diǎn),一方面?zhèn)鞲衅鳒y(cè)量的移動(dòng)距離存在誤差;另一方面前后兩次測(cè)量重疊區(qū)域的數(shù)據(jù)同樣存在誤差。

        其尋找方法主要是運(yùn)用二次迭代法,在移動(dòng)的距離前后20 cm范圍內(nèi)搜尋最佳初始拼接點(diǎn),使重疊區(qū)域的拼接總絕對(duì)誤差量達(dá)到最小。其流程圖如圖3。

        圖3 拼接點(diǎn)流程

        3.2 最小總絕對(duì)誤差的拼接算法

        其迭代過(guò)程和最佳拼接點(diǎn)搜尋相似。其流程圖如圖4。

        圖4 誤差拼接流程

        在迭代過(guò)程中,曲線2有先旋轉(zhuǎn)后平移和先平移后旋轉(zhuǎn)兩種方法。平移的過(guò)程中,又分為特征點(diǎn)平移法和均值平移法兩種。由于采樣間隔10 mm,移動(dòng)之后,前后兩次在同一區(qū)域測(cè)量的點(diǎn)很大程度上不是同一點(diǎn),這也是拼接中引起誤差的最大因素。由于兩次測(cè)量的不是針對(duì)同一點(diǎn)的問(wèn)題,不能采用特征點(diǎn)平移法,因此采用均值平移法。圖7為采用該算法完成的拼接結(jié)果。

        3.3 最大相關(guān)系數(shù)的拼接算法

        相關(guān)系數(shù)是變量之間相關(guān)程度的指標(biāo)。相關(guān)系數(shù)γ的取值范圍為[-1,1]。|γ|值越大,誤差σ越小,變量之間的線性相關(guān)程度越高;|γ|值越接近0,σ越大,變量之間的線性相關(guān)程度越低[4]。相關(guān)系數(shù)計(jì)算公式

        式中,Y1為移動(dòng)之前重疊區(qū)域的測(cè)量數(shù)據(jù);Y2為移動(dòng)之后重疊區(qū)域的測(cè)量數(shù)據(jù);N為重疊區(qū)域的測(cè)量數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。

        其拼接流程和最小總絕對(duì)誤差的拼接流程相似。其迭代過(guò)程中,每次旋轉(zhuǎn)平移之后,求取其相關(guān)系數(shù)。然后做比較,得到最大相關(guān)系數(shù)和旋轉(zhuǎn)角度值,完成拼接。圖8為采用該方法完成的拼接結(jié)果。

        3.4 數(shù)據(jù)拼接步驟

        1)在兩段相鄰的測(cè)量數(shù)據(jù)中,在移動(dòng)距離前后20 cm的范圍內(nèi)搜索最佳初始拼接點(diǎn)。

        2)依據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換原理在最佳初始拼接點(diǎn)處,運(yùn)用迭代旋轉(zhuǎn)和均值平移的方法得出最小總絕對(duì)誤差(或最大相關(guān)系數(shù))時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度和平移量。

        3)將拼接段數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至待拼接段中。

        4)消除重疊點(diǎn),不重疊點(diǎn)進(jìn)行均值處理,拼接結(jié)束。

        拼接過(guò)程中的重疊區(qū)域點(diǎn)越多,拼接精度越高。因此在移動(dòng)的過(guò)程中,盡可能保證移動(dòng)的距離不宜過(guò)大。

        4 試驗(yàn)結(jié)果

        在2010-4-23測(cè)量的兩段相鄰鐵軌的兩段數(shù)據(jù)曲線(測(cè)量裝置移動(dòng)了500 mm),如圖5、圖6所示,拼接結(jié)果如圖7、圖8、圖9所示。

        圖5 0~1 200 mm測(cè)量曲線(測(cè)量基長(zhǎng)1.2 m)

        圖6 500~1 700 mm測(cè)量曲線(移動(dòng)了500 mm)

        圖7 0~1 680 mm測(cè)量曲線(最小總絕對(duì)誤差法)

        5 結(jié)語(yǔ)

        從表1中得出,經(jīng)搜索最佳初始拼接點(diǎn),最佳初始點(diǎn)的位置為480 mm處,而不是里程傳感器測(cè)量的500 mm。從最大拼接誤差和總絕對(duì)誤差來(lái)看,最小總絕對(duì)誤差法相對(duì)于最大相關(guān)系數(shù)法,精度更好。

        圖8 0~1 680 mm測(cè)量曲線(最大相關(guān)系數(shù)法)

        圖9 重疊區(qū)域均值處理后0~1 680 mm測(cè)量曲線

        表1 兩種拼接方法結(jié)果對(duì)比

        經(jīng)過(guò)試驗(yàn)及測(cè)量數(shù)據(jù)分析表明,采用最小總絕對(duì)誤差法和最大相關(guān)系數(shù)法都可以完成快速的數(shù)據(jù)拼接。但經(jīng)過(guò)試驗(yàn)對(duì)比,最大相關(guān)系數(shù)法計(jì)算量大,精度稍低。因此,采用最小總絕對(duì)誤差法,該方法能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、快速的數(shù)據(jù)拼接,滿足測(cè)量需求。

        [1]周永健,練松良,楊文忠.軌面短波不平順對(duì)輪軌力影響的研究[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào),2009(4):6-12.

        [2]祁寶金.鋼軌平直度測(cè)量?jī)x的研制[J].機(jī)械工程師,2006 (8):115-117.

        [3]楊元興,李瑛.應(yīng)用最小二乘法進(jìn)行平面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換[J].地礦測(cè)繪,2010(1):44-45.

        [4]劉紅俠,楊靚,黃巾,等.快速圖像匹配相關(guān)系數(shù)算法及實(shí)現(xiàn)[J].微電子學(xué)與計(jì)算機(jī),2007(2):32-35.

        U213.4

        A

        1003-1995(2011)02-0108-03

        2010-08-10;

        2010-12-18

        羅麗萍(1956—),女,遼寧旅順人,教授。

        (責(zé)任審編 王天威)

        猜你喜歡
        軌面平順短波
        基于貪心選擇及斜率探測(cè)擴(kuò)充的軌面提取方法
        基于Simulink的汽車(chē)行駛平順性研究
        基于圖像處理的多視覺(jué)特征融合方法及其應(yīng)用
        平順植保站:開(kāi)展粟灰螟防治
        樂(lè)海短波
        工運(yùn)短波
        工運(yùn)短波
        綠野短波
        對(duì)合蚌線9767AG客運(yùn)專(zhuān)線ZPW-2000A軌道電路故障問(wèn)題的分析
        2.0L和2.2L歐5柴油機(jī)噪聲-振動(dòng)-平順性的改善
        日本道免费一区二区三区日韩精品 | 无码毛片内射白浆视频| 人妻丰满熟妇av无码区hd| 亚洲综合久久久| 日本一区二区三区在线观看免费 | 国产毛片一区二区日韩| 日本在线观看不卡一区二区| 成人精品天堂一区二区三区| 日本亚洲国产一区二区三区| 国产人妖xxxx做受视频| 天堂免费av在线播放| 久热re这里精品视频在线6| av无码精品一区二区三区四区| 国产精品女丝袜白丝袜 | 亚洲国产成人精品激情资源9| 久久国产精品精品国产色| 亚洲精品国偷拍自产在线| 人人爽人人爽人人爽| 不卡无毒免费毛片视频观看| 日本岛国一区二区三区四区| 成人午夜福利视频后入| 久久精品岛国av一区二区无码| 一区二区丝袜美腿视频| 亚洲天堂精品一区入口| 超清精品丝袜国产自在线拍| 小12箩利洗澡无码视频网站| 蜜桃激情视频一区二区| 狠狠色噜噜狠狠狠777米奇| 亚洲av一宅男色影视| 亚洲欧洲无码精品ⅤA| 久久丝袜熟女av一区二区| 久久精品国产亚洲av麻豆| 国产日韩A∨无码免费播放| 日本91一区二区不卡| 欧美日韩在线视频一区| 亚洲av之男人的天堂| 日本视频一区二区二区| 大尺度无遮挡激烈床震网站 | 偷拍区亚洲区一区二区| av中文字幕一区人妻| 国产精品人妻一码二码|