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基于惯性基准法的非接触式轨道不平顺检测系统

900    2023-03-23

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作者:伍川辉1, 李俊曹1, 杨磊1, 曾鑫鹏1, 李恒奎2

作者单位:1. 西南交通大学机械工程学院,四川 成都 610031;
2. 中车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东 青岛 266111


关键词:不平顺检测;非接触式;互补滤波;激光测量


摘要:

随着我国轨道交通的迅速发展,轨道的维护有更高的要求。该文针对轨道不平顺问题设计一种非接触式轨道检测系统,实时检测轨道的几何状态,提高轨道检测效率。该检测系统由硬件系统与软件系统构成。硬件部分由数据采集单元、惯性测量单元和数字激光单元等组成。嵌入式软件部分采用Free-RTOS实时操作系统,上位机基于QT框架开发,可实时显示速度、里程、轮廓等信息。为提高检测的精度,该系统采用对数字激光单元和惯性测量单元空间采样,转化至时间域统一计算处理,并通过惯性测量单元算出列车与轨道的运动姿态关系,补偿因列车运动而导致的测量误差,得到更准确的钢轨几何状态。


Non-contact track irregularity detection system based on inertial reference method
WU Chuanhui1, LI Juncao1, YANG Lei1, ZENG Xinpeng1, LI Hengkui2
1. School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China;
2. CRRC Qingdao Sifang Co., Ltd., Qingdao 266111, China
Abstract: With the rapid development of rail transit in my country, the maintenance of rails has higher requirements. In this paper, a non-contact track detection system is designed for the problem of track irregularity, which detects the geometric state of the track in real time and improves the efficiency of track detection. The detection system consists of a hardware system and a software system. The hardware part is composed of data acquisition unit, inertial measurement unit and digital laser unit. The embedded software part adopts the Free-RTOS real-time operating system, and the upper computer is developed based on the QT framework, which can display information such as speed, mileage, and contour in real time. In order to improve the accuracy of detection, the system uses spatial sampling of the digital laser unit and inertial measurement unit, transforms it into a unified calculation and processing in the time domain, and calculates the movement attitude relationship between the train and the track through the inertial measurement unit to compensate for the measurement caused by the movement of the train. Error, get more accurate rail geometry state.
Keywords: irregularity detection;non-contact;complementary filtering;laser measurement
2023, 49(3):128-134  收稿日期: 2021-08-03;收到修改稿日期: 2021-10-24
基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2020YFB1200300ZL)
作者简介: 伍川辉(1964-),四川成都市人,副教授,硕士,研究方向为先进测控技术及应用
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