钢轨断面全轮廓磨耗的激光视觉动态测量

钢轨磨耗直接影响铁路运行安全，为了替代目前手工测量方式，提高测量精度和效率，研究并设计了线激光钢轨断面全轮廓视觉测量系统来实现钢轨磨耗动态测量. 首先通过计算激光视觉测量模型完成激光测量单元的结构设计，然后采用平面标定法对测量头进行精确标定，获取激光平面与传感器成像平面之间的映射关系，将拍摄的钢轨轮廓光条图像还原为实际钢轨断面轮廓；利用钢轨同一截面两侧轮廓中轨头踏面轮廓相同的特征获取钢轨断面全轮廓数据，采用ICP精确配准将钢轨两侧测量轮廓合并，其中轨头踏面轮廓采用欧式聚类和距离分割方法提取；最后以双侧未磨损轨腰轮廓及其特征点为基准，将测量钢轨全轮廓与标准钢轨轮廓进行配准对比，获取钢轨磨耗值；将线激光钢轨磨耗测量单元装载于自行研制的轨道测量小车上进行现场测量试验. 研究结果表明:该测量系统标定精度可达4.922 × 10?3 mm，测量速度可达21.6 km/h，与钢轨磨耗尺测量值对比垂直磨耗、侧边磨耗平均偏差约为0.023 mm和0.093 mm，对同一对象多次重复测量最大偏差小于0.05 mm，该测量精度满足公务要求，提高了测量效率，便于铁路测量数字化管理.      

路面三维检测技术研究

为了建立一个信息完整、功能强大的路面三维数据库,以便完整、直观地评价路面质量,提出了一种基于激光位移传感器和陀螺仪的路面三维检测方法.该方法采用TCP/IP协议进行检测数据的实时高速传输,对检测到的激光传感器信号、加速度传感器信号和陀螺仪信号进行数据融合处理,用计算机技术重构出路面的三维形状,建立起路面的三维数据库.通过水准仪测量结果和激光检测系统测量结果对比证明,该方法可以测量整个车道的路面形状,检测精度高,检测速度快.     

“无砟轨道精密施工测量系统研究与应用”通过鉴定

<正>日前,中铁十六局集团完成的"无砟轨道精密施工测量系统研究与应用"科技成果通过北京市相关部门鉴定,认为研究成果总体达到国际先进水平。"无砟轨道精密施工测量系统研究与应用"课题是2012年中铁十六局集团科技计划项目,课题组经过3年的技术攻关,研制了适用于不同轨道板板型及轨排调整用的测量标架及用于轨道精密测量的轨检小车,开发了与测量标架、轨检小车兼容的无砟轨道精密测量通用处理软件系统,优化了工艺流程,研究成果在贵广高     

激光扫描盾构隧道断面变形快速检测

针对人工检测效率低、变形检测车定位不准、噪点剔除困难、数据处理滞后等技术难题,基于盾构隧道管片环缝灰度图像数学形态特征,通过图像滑窗方式,利用直方图均衡化、缩放、阈值判定等方法快速自动识别环缝,并依据环缝已知位置反向修正隧道里程; 基于距离最小二乘法椭圆曲线拟合,建立了盾构隧道激光扫描噪点三次迭代自动剔除方法; 通过对管片环上各单环激光扫描数据拟合椭圆进行均值处理,并与隧道设计参数或上次检测结果比对,确定了隧道断面变形; 以轨检小车为载体,集成断面三维激光扫描仪、倾角仪、编码器、测距轮和计算机等设备,研制了盾构隧道断面变形快速检测车,开发了配套的数据采集和处理软件,并进行了工程试验和实际应用。研究结果表明:检测时速为5 km·h-1时,检测车系统隧道内水平和垂直方向直径复测差值绝对值小于2 mm的占比分别为98.41%和96.21%,小于1 mm的占比分别为82.36%和71.92%,系统复测精度为2 mm,多数可达到1 mm,说明环缝识别、噪点剔除、整环收敛变形算法和检测系统具有较高的稳定性和重现性; 检测车可自动采集和处理数据,检测作业后24 h可输出检测分析报告,结果准确可靠,可为盾构隧道结构健康评定和养护提供参考。      

悬挂式单轨箱型轨道梁外部缺陷巡检小车的设计

悬挂式单轨交通轨道梁架空建设,不利于轨道梁的检测维修。分析轨道梁日常检修需求及指标要求,介绍了外部巡检小车结构设计、缺陷检测方案、安全系统与控制系统的工作过程。外部缺陷巡检小车可实现轨道梁外部表面锈迹与四角主焊缝裂纹的全自动检测与载人维修作业,降低检修人力成本、提高检测效率与准确率。目前外部巡检小车的设计方案已经成熟,将逐步开展测试试验。     

西安地铁某区间隧道设计计算方法比较

通过运用解析法、一维、二维、三维数值模型对西安地铁某区间段盾构管片结构进行了位移、内力计算,旨在研究不同计算方法对同一问题结果的影响规律.其中,以日本惯用法为理论基础对该区间管片进行解析法求解;并用ANSYS有限元软件对管片进行了三种不同形式的数值模拟.通过比较发现,四种方法对管片的位移和内力计算结果云图显示趋势基本一致.ANSYS三维模型的位移沉降值最大;二维模型的内力计算结果最大.因此,在控制沉降分析中应以三维模型计算结果为主,在配筋计算等设计环节应以二维模型计算结果为主.最后本文总结了各种算法的适用范围,得出的相关结论对盾构隧道设计给与了一定的指导意见.     

公路隧道衬砌断面轮廓检测技术及应用

简述了公路隧道断面轮廓的检测方法,重点阐述了隧道激光断面仪检测的原理。为提高检测结果的准确性和可靠性,提出了规范化的操作技术及相关注意事项。介绍了隧道激光断面仪检测的数据分析应准备的资料,分析依据,检测报告的内容、形式和要达到的要求,并给出了相关的检测实例。应用该检测技术于隧道衬砌轮廓检测,取得了较好的成果。     

自动往返电动小汽车设计报告

本设计以单片机AT89C51为核心组成测控系统,利用红外线发射与检测技术对电动小汽车的运行状态跟踪检测;由单片机对汽车的运行姿态实时作出反应,并输出相适应的控制指令, 由驱动执行电路完成限速行驶、全速前进、定点定时停车和自动返回等基本操作以及紧急避险、自动导航、发车令牌控制等功能;对小车运行时间、距离等参数进行直观显示.电路采取了多种抗干扰措施,工作稳定可靠.整个系统按要求安装于车体上实施跟踪监控.     

公路桥梁自动检测系统研究

介绍一种基于自行研制的CKDL-8A型采集板的桥梁自动检测系统,一次可进行32个点的位移或应变信号的自动测量。检测系统在硬件和软件上进行了多次滤波,使所获得数据比较准确合理,并结合桥梁的具体情况建立了一套自动实现检测中的数据采集、处理、有限元分析的检测、评价为一体的评价系统以及检测报告自动生成系统。     

动态三维面形测量研究

光学三维面形测量技术，具有非接触、快速、精度高等优点，已得到了广泛的应用。基于傅里叶变换轮廓术（Fourier Trans form Profilometry，简称FTP）的三维面形测量是一种具有广泛应用前景的方法。其基本思想是利用信号的频谱特性来恢复物体的三维面形。和莫尔轮廓术、位相测量轮廓术等其它三维传感技术比较，FTP具有只需要一帧变形条纹图就能恢复出物体的三维面形的特点，     

水泥混凝土路面错台自动检测方法

为实现水泥混凝土路面错台自动检测,分析了主动光学三维形状测量技术,利用面阵CCD相机作为图像接收装置,构建了主要包括电源子系统、图像采集子系统、触发子系统与GPS定位子系统的基于线激光扫描的水泥路面错台检测平台。根据水泥混凝土路面三维检测数据的噪声特点来确定噪声滤波阈值,先进行均方差滤波,再对处理后的三维数据进行开运算和腐蚀运算,消除数据中的孤立点。根据滤波之后的三维数据矩阵大小分成均匀的块,利用块的均值消除斜面,再依次取消除斜面之后的三维信息数据矩阵的每一行的拐点,得出拐点矩阵,从而计算出错台量。为了验证检测方法的可行性和有效性,在实验室模拟了平行错台、梯形错台和交叉错台,按错台量的大、中、小分别进行3次检测,并与水准仪检测结果进行对比。对同一错台,用水准仪和三维检测方法分别进行10次重复性检测,分析了检测方法的重现性。试验结果表明:检测方法测量结果与水准仪检测结果的绝对误差中有96%小于1mm,水准仪检测结果的标准差约为三维检测方法的7.8倍,表明三维检测方法具有较好的准确性、稳定性和可重现性,可用于水泥混凝土路面错台自动检测。     

预制箱梁钢筋骨架和内模整体绑扎吊装施工技术

内模及预制箱梁全部钢筋骨架的整体一次安装具有多方面的优越性。介绍箱梁钢筋骨架和内模整体绑扎吊装技术的特点,内模工装、专用钢筋吊架和专用绑扎胎具等设备工装的设计及其关键配套技术,内模及整体钢筋骨架安装工序,并对施工中常见的问题:如吊装时不能顺利起吊、钢筋骨架变形、钢筋吊架侧弯等进行了研究与处理。有助于提高钢筋骨架绑扎的绑扎质量和速度。     

激光式宽高仪在高速公路超限检测中的应用

加强高速公路入口检测管理一直是国家治理车辆超载超限的重点。针对车辆的超宽超高检测,主要探讨基于激光式测距的宽高仪在高速公路入口治超检测中的应用。通过选用LMS111型激光传感器、宽高仪数据处理器和检测车道控制器,组建成一套完整的宽高仪检测系统。系统利用激光反射测距的原理,可以准确测量出车辆的宽度和高度信息。经实践检验证明,检测数据准确,系统运行稳定,能有效遏制超限车辆的驶入。不仅提高了治超的工作效率,而且为车辆在高速公路的正常通行提供了保障,具有良好的应用前景和推广价值。     

地面激光扫描和数码相机在化石重建中的应用

三维激光扫描技术作为一项新的测量技术,可以快速高效且准确地获取测量目标的高精度点云数据,为测量数字化的发展提供新的选择。介绍地面三维激光扫描仪工作原理、类型及数据处理方法。以中国地质大学化石林中的化石为例,研究化石点云数据获取、处理、三维模型重建和纹理粘贴的基本方法,试验表明这种方法有效可行。     

高斯滤波器对表面结构分离及其参数评定的实现

实现了ISO 11562规范的高斯滤波器对表面轮廓进行滤波,以分离其组成成分.根据ISO标准,对其原始轮廓、波纹度轮廓、粗糙度轮廓典型评定参数进行了计算.其中采用的典型轮廓标准数据是英国国家物理实验室(NPL)与Taylor Hobson公司、英国Huddersfield大学精密技术研究中心,根据ISO 5436-2开发的软件测量标准系统提供的,计算结果与标准参考结果进行了比对,比对结果表明滤波器和评定算法的实现是正确的和有效的.     

CPⅢ技术在城市轨道交通铺轨施工中的应用

调线调坡是指高架、隧道等结构工程完成建设后,对其进行空间三维坐标测量,然后与原设计线路做数据对比,进行线路剖面优化,以满足设备限界与建筑限界的要求。轨道基础控制网(CPⅢ)测量控制技术可以有效提高铺轨精度,保证轨道的平滑性,降低后期维护成本。以上海市轨道交通5号线南延工程调线调坡测量为例,阐述了CPⅢ技术在城市轨道交通铺轨施工中的应用,并针对闵浦二桥老桥段埋点这一难题提出了相应的解决方案。     

基于LoG-Zernike矩算子的钢轨激光图像提取识别

采用激光摄像技术进行钢轨轮廓测量,图像中钢轨激光光条中心提取精度及效率,是决定钢轨轮廓测量是否可行的关键因素.提出采用LoG-Zernike矩算子进行钢轨激光光条中心提取,先利用LoG算子进行钢轨激光光条边缘粗定位,在粗定位图像边缘邻域内,再采用Zernike矩算子进行激光光条中心精确定位.详细论述了LoGZernike矩算子进行图像亚像素提取原理、过程,给出了LoG-Zernike矩算子详细计算步骤.试验结果表明,LoGZernike矩算子提取的钢轨轮廓曲线较细,连续性较好.     

多水环境下无砟轨道的绝缘处理

无砟轨道除了提高测量精度,确保线路的稳定性和平顺性之外,还要做好钢筋绝缘处理,确保信号传输通畅,保证列车运营的安全性。以宜万线大支坪隧道为例介绍了多水环境下做好无砟轨道绝缘的具体措施和钢筋组装及混凝土浇筑的施工技术,为如何在多水环境下做好无砟轨道的绝缘处理提供了借鉴。     

基于深度图像和彩色图像相结合的高速铁路桥梁裂缝宽度检测识别算法研究

针对高速铁路中桥梁比重大,地质灾害发生后难以及时对桥梁损伤进行检测评估的困难,提出了利用深度图像和彩色图像相结合的桥梁裂缝损伤宽度非接触式检测识别算法。首先,研究了裂缝的彩色图像预处理算法,通过灰度化、图像增强、轮廓提取获得了裂缝在彩色图像中的轮廓;其次研究了不同视场相机的配准问题,搭建了实验室检测环境,提出了联合Harris角点检测和Hough变换的彩色图像和深度图像配准算法,完成了将二维彩色图像点向三维空间坐标的转换,实现了高速铁路桥梁裂缝宽度检测识别。现场测试表明,深度图像和彩色图像结合能够实现高速铁路桥梁裂缝宽度检测识别,识别相对误差在10%以内。     

中低速磁浮轨道疑似不平顺的Box-Whisker图筛选法

为了减少中低速磁浮轨道检测工作量和轨道检测设备占用线路的时间，提升轨道不平顺检测效率，提出了通过行车记录仪采集悬浮系统有关数据来筛选轨道疑似不平顺的方法；依据轨道线路不平顺异常对悬浮间隙、悬浮电磁铁垂向加速度及电磁铁电流等都会造成明显突变异常的基本思想，基于Box-Whisker图设定筛选阈值，利用悬浮间隙、悬浮电磁铁垂向加速度及电磁铁电流等数据进行三元阈值的异常筛选，并针对可能漏筛的数据再次分别基于一元和二元阈值筛选，并综合上述结果来判定轨道路段的异常等级，将多次被筛选出的异常判定为疑似不平顺路段；为进一步提升不平顺异常路段筛选结果的准确性，依据同一车厢的不同悬浮控制点通过相同不平顺异常路段时的数据应体现出重复性异常的思想，融合行车记录仪记录的多个悬浮控制点数据的筛选结果，以此综合评判路段的疑似不平顺，在此基础上应用提出的方法分析了长沙磁浮线M车厢左侧10处悬浮控制系统的数据。研究结果表明：提出的方法使现有全路段不平顺检测方式转变为利用轨检设备有针对性地检测疑似异常路段的方式，线路检测维护时间可减少20%左右。