陀螺仪噪声对轨道高低不平顺检测的影响北大核心

基于Allan方差和功率谱密度的关系,测定陀螺仪的角度随机游走、零偏不稳定性、角速率随机游走等分形噪声的功率谱密度;利用测定的分形噪声功率谱密度计算对应噪声的比例因子,并采用快速傅里叶变换仿真三种分形噪声的时间序列样本。用最小二乘法拟合仿真分形噪声得到对数斜率并与分形噪声的标准功率谱比对,验证了仿真分形噪声的真实性。推导基于陀螺仪的轨道高低不平顺检测算法,并以正弦波窄带信号模拟轨道不平顺,通过链式法则对时间和空间求导以获取高低不平顺对应的陀螺仪角速率。陀螺仪角速率叠加仿真分形噪声后,基于陀螺仪的轨道高低不平顺算法获得轨道不平顺,减去相同的算法流程处理未叠加噪声的陀螺仪角速率获得的轨道不平顺,二者差值可表征陀螺仪噪声对轨道高低不平顺检测的影响。     

基于陀螺仪的轨道高低不平顺检测

在惯性基准法和弦测法的基础上,提出了一种新的轨道检测方法,即基于陀螺仪的轨道高低不平顺检测。建立基于陀螺仪的轨道高低不平顺检测数学模型,设计低通滤波器和对应的补偿滤波器完成陀螺仪数据的预处理并消除速度影响,设计高通滤波器消除陀螺仪信号中的趋势项,采用频率取样法构造逆滤波器对轨道高低不平顺予以复原。在检测车构架上安装陀螺仪,采集高低不平顺实际测量数据进行试验验证,结果表明,该模型和算法成功复原了轨道高低不平顺,具有可行性。     

地铁第三轨检测系统的研发

为了解决传统的第三轨人工检测效率低、误差大、数据管理不便等问题,研发了地铁第三轨检测系统.针对地铁第三轨的特点设计了该系统的检测装置和实时处理算法,采用车体振动补偿技术将相机基准由动态坐标系转换到静态坐标系,从而消除检测梁姿态变化引起的误差.通过实验室动静态试验验证了该系统的检测准确度,并在无锡地铁试验线进行了现场检测...     

基于互补滤波的轨道不平顺动态测量方法

现有高速铁路轨道动态检测主要采用基于加速度计和测距传感器数据的惯性基准法,由于加速度计具有信噪比低、积分漂移大等特点,限制了其在轨道长波不平顺和低速下的测量精度,因此提出基于互补滤波的轨道不平顺动态测量方法.首先,优化系统硬件结构,在转向架前后安装测距传感器;其次,采用轨面上"两点弦"测量模型,推导基于光纤陀螺仪数据的...     

基于Frenet坐标系的道岔区侧向轨道几何状态动静态检测匹配方法

针对道岔区侧向轨道几何状态动态检测的现场病害定位难度大的问题，基于Frenet坐标系和笛卡尔坐标系的映射关系，将道岔区轨道几何状态静态检测的空间点坐标转化为动态检测的空间曲线，并采用线性相位有限冲激响应（Finite Impulse Response,FIR）数字高通滤波器进行空间滤波，获得与动态轨道几何不平顺相同波长范围的轨向及高低，实现动静态检测的匹配。与静态检测传统弦测输出不同，该匹配方法不会导致轨道几何不平顺幅值发生畸变，借助静态检测的空间定位数据，横向对比动态检测输出，可快速完成道岔区侧向病害定位，对道岔区现场养护维修具有指导意义。     

轨道动态位移地面监测方法研究

针对检测列车运行过程中，因车辆轮载作用引起的轨道几何动静态测量差异问题，提出一种轨道动态位移地面监测方法。该方法利用高速相机采集钢轨上L型靶标的图像，实时解算为靶标中心点位姿，经空间坐标转换，将靶标中心点位姿转化为在线钢轨特征点的横、垂向位移，并通过轨道两侧钢轨形位变化的组合，计算得到轨道几何动静态差异。为验证监测方法的有效性，在试验室和现场开展了测试试验。试验结果显示，该方法测量靶标中心点横、垂向位移以及倾角的测量不确定度分别为0.07 mm、0.08 mm以及0.02°，现场测试轨距、水平动静态差异分别为0.07、0.10 mm，具有良好的一致性。