专利汇可以提供感应板廓形检测方法和结构专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了感应板廓形检测方法,包括廓形匹配方法、廓形曲线分割和廓形形变评价方法。感应板廓形检测结构包括感应板,感应板包括左右感应板,分别安装在左右轨道上;在左右感应板上方并排安装两台2D激光测量组件;2D激光 传感器 分别在左右感应板上各投射激光光条;通过2D激光传感器检测出感应板断面廓形,将检测廓形与感应板的标准设计形貌进行比较,得出廓形变化情况,依此评价感应板形变。本发明将检测廓形与标准廓形进行匹配,再通过匹配完成后的结果,对廓形形变进行评价,得到感应板的廓形形变指标,结构合理,方法精准,适于在工程上应用。,下面是感应板廓形检测方法和结构专利的具体信息内容。
1.感应板廓形检测方法,其特征在于:包括廓形曲线分割方法、廓形匹配方法和廓形形变评价方法三个步骤;
其中廓形曲线分割方法:
要实现对感应板廓形的高精度测量,需对检测廓形中F轨廓形部分,紧固螺丝部分进行自动分割,精确定位它们之间的分割点;由于车体运动过程中,产生的随机振动并不影响检测廓形中感应板廓形、F轨廓形、紧固螺丝廓形的几何分布关系,因此,利用稳定的几何位置分布关系来对廓形曲线进行分割;
STEP1遍历整条轮廓线段,寻找断裂处,较短的作为F轨廓形部分,剩下的点云AH即为感应板廓形部分;
STEP2对于AH点云线段,根据AB/AH、AC/AH、AD/AH、AE/AF、AF/AH、AG/AH的比例,得到按比例分割的线段;
STEP3对于分割好的结果,BC、DE、FG作为紧固螺丝的部分,剩下的即为感应板廓形点云数据P;
廓形匹配方法:
磁浮轨道检测车车体是具有弹簧悬挂装置的多自由度振动系统,安装于车体下方的2D激光传感器会跟随车体一起发生多自由度的随机振动,导致检测的感应板廓形无法直接与标准轮廓自然重合;为了实现感应板廓形的高精度形变状况评价,需要将检测廓形与设计的标准感应板廓形进行高精度匹配;对于廓形点云,为保证其在匹配时点-点之间的角度、位置关系不发生改变,需要进行求解刚体的旋转平移矩阵;
针对检测廓形点云数据P,直接在标准廓形数据上寻找到对应的点集Q,因此,廓形点云的刚性旋转R、平移T变换即转换为求解点云数据P到Q的最小二乘最优解的问题;
将问题转换为如下计算式描述:
其中,n为廓形点云的数量,wi为点云数据的权重,这里取wi=1;
STEP11计算点云数据P、Q的中心点,如式(2);
STEP12对原数据做减中心处理,得到新的点云数据,如式(3);
STEP13计算d×d维的协方差矩阵S,如式(4);
S=XWYT (4)
X,Y是d×n维矩阵,这里,d=1,W为对角矩阵,对角线元素分别为wi,即W=diag(w1,w2,w3,...,wn);
STEP14由STEP13的S计算SVD分解,即svd(S)可得到S=UΣVT,即解得U,V;U,V分别为d×d维和n×n维酋矩阵,Σ为奇异值矩阵;利用SVD分解得到的值,得到旋转矩阵R,计算方法如(5);
STEP15根据STEP14计算得到的R,可解得T,如式(6);
STEP15根据上述步骤求得的R,T矩阵,对廓形按式(7)进行旋转、平移,得到最终匹配结果;
其中(x0,y0)为原始检测廓形点云坐标点,(x,y)为旋转、平移后的检测廓形点云坐标点;
廓形形变评价方法:
利用钢轨廓形匹配数据的结果,计算廓形形变状况;
STEP111设置廓形匹配阈值Wmax,对廓形点云数据进行遍历,对每个点云数据pi,其对应的点云数据qi,进行按式(8)计算距离,并完成判断,得到每个点对应的Ni值:
Wi=dst(pi,qi),
Wi为pi,qi两点之间的欧式几何距离;
STEP112计算廓形形变指数D:
2.一种适用于权利要求1所述的感应板廓形检测方法的感应板廓形检测结构,其特征在于:感应板包括左右感应板,分别安装在左右轨道上;在左右感应板上方并排安装两台2D激光测量组件;
2D激光传感器分别在左右感应板上各投射激光光条;
通过2D激光传感器检测出感应板断面廓形,将检测廓形与感应板的标准设计形貌进行比较,得出廓形变化情况,依此评价感应板形变。
3.根据权利要求2所述的感应板廓形检测结构,其特征在于:轨道为F轨道。
4.根据权利要求2所述的感应板廓形检测结构,其特征在于:轨道为磁浮轨道。
5.根据权利要求2所述的感应板廓形检测结构,其特征在于:为了将检测的感应板廓形与标准廓形进行比较,得到感应板廓形形变指标,需将检测廓形与标准廓形进行匹配,再通过匹配完成后的结果,对廓形形变进行评价。
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