采用三维激光扫描法检定铁路罐车容积技术要点分析

三维激光扫描法已经在铁路罐车容积检定中得到广泛应用。为保障和进一步提高铁路罐车容积测量准确度,针对三维激光扫描仪检定铁路罐车容积时标靶的制作与使用,三维激光扫描仪参数选择、安装和启动扫描,以及数据处理中计量单位的选择,点云异常、车型识别错误和罐体水平参数超差的处理,分析这些过程中技术要点,提出相应对策。     

铁路罐车容积检定点云干扰点的自动去除算法

运用三维激光扫描法检定铁路罐车容积是铁路罐车容积检定技术发展的趋势,然而目前在扫描形成点云中,由人工去除干扰点的做法严重影响后期数据的处理效率。提出自动去除干扰点的算法,该方法通过切片、投影将点云进行扁平化并进行极坐标系转换,在极坐标系中以确定微分区域内有效点云与干扰点云的特征差异作为判定依据,通过最大类间方差法计算阈值将其做出区分。运用Matlab R2012b平台对算法进行仿真,将G_(60k)型铁路罐车点云作为样本进行算法试验,有效去除了试验数据中的干扰点。     

基于几何特征信息的铁路罐车点云容积快速计算方法

针对目前三维激光扫描法处理铁路罐车点云存在的问题,提供一种基于几何特征信息的改进方法。此方法首先分析筒体和封头的几何特征,确定抽稀算法;然后利用数据拟合算法,完成几何特征信息的获取;最后,实现容积的准确、快速计算。试验结果表明,该方法与几何测量法、传统三维激光扫描法所测容积差较小,容积结果输出时间小于20 s。此方法有利于三维激光扫描技术在铁路罐车容积测量领域的应用与推广。     

基于点云聚簇的铁路罐车罐体外部孤点自动去除算法研究

采用三维激光扫描法检定铁路罐车罐体时，扫描形成的容积检定点云中可能存在罐体外部孤点，这会影响罐车容积检定的准确性。因此，提出基于点云聚簇的铁路罐车罐体外部孤点自动去除算法。在分析铁路罐车罐体外部孤点特征的基础上，介绍点云聚簇算法流程，阐述去除外部孤点的点云聚簇算法，以及点簇语义类别判定原则，实现铁路罐车容积检定过程中罐体外部孤点的自动去除。分别运用中值滤波器、欧式距离算法和点云聚簇算法，开展G_11K,G_60K和G_70K罐车容积检定过程中原始点云的罐体外部孤点去除试验，并进行对比分析。分析结果表明，与中值滤波器、欧式距离算法相比，点云聚簇算法去除罐体外部孤点效果较好，可为铁路罐车容积检定提供更精确的数据。     

三维激光扫描法测量铁路罐车容积辅助工装研发

采用三维激光扫描法测量装有加液管的铁路罐车容积时,由于加液管的遮挡,造成扫描点云图像缺失,出现罐车容积值偏差较大的问题。为此,设计可伸缩的辅助工装。扫描时,借助辅助工装可加大三维激光扫描仪与加液管间距离,在保持倒置工装优点的同时,能解决装有加液管罐车扫描点云图像缺失面积较大的问题。对比试验数据,结果表明:在使用三维激光扫描仪测量装有加液管的铁路罐车容积时,借助辅助工装,可进一步减小示值误差。     

基于三维激光扫描的铁路罐车点云数据预处理技术

铁路罐车经三维激光扫描得到的点云数据,数据量大,且不完全有效.介绍常用的点云数据预处理技术,包括基于同名点的点云数据配准、针对不同种类杂点的去杂、采用5点平均值滤波法的数据平滑、通过手动弥补方式进行的数据修补、运用均匀网格法实现的数据简化以及借助软件实施的数据空间置平等.经预处理后的点云数据,可满足下一步操作的要求.     

国家铁路罐车容积计量站科研项目荣获中国计量测试学会科技进步奖二等奖

<正>2015年5月20日,"世界计量日"主题活动在北京会议中心举行。作为这次活动的重要内容,中国计量测试学会2014年度科学技术进步奖表彰在当日举行。2014年中国计量测试学会科学技术进步奖共评审出来自全国各行业、科研院所和高校的获奖项目29项,其中,一等奖项目7个、二等奖项目8个、三等奖项目14个。国家铁路罐车容积计量站(以下简称"罐车站")完成的科研项目"铁路罐车和罐式集装箱容积三维激光扫描测量技术和系统"荣获二等奖。     

基于专用倒置工装的铁路罐车容积三维激光扫描法

采用三维激光扫描法检定铁路罐车容积时，通常使用三脚架倒置扫描的方法。使用三脚架倒置扫描，存在一些问题。为此，设计一款专用倒置工装替代原有三脚架。介绍专用倒置工装的结构和使用，分析检尺点标记及其Z坐标的获取，提出基于专用倒置工装确定检尺点Z坐标的方法及可行性。验证试验和准确度分析结果表明，采用专用倒置工装获得的测量结果满足JJG 140—2018 《铁路罐车容积》对三维激光扫描法的要求，是一种切实可行的改进方式。     

基于冲击响应谱的罐式集装箱冲击试验研究

针对我国各试验机构开展铁路罐式集装箱冲击试验存在试验环境及试验方案差异较大的问题,在介绍国内、国际标准试验方法的基础上,详细分析基于冲击响应谱的铁路罐式集装箱冲击试验的试验条件、试验准备、试验过程、数据结果处理及评定等。利用计算机仿真模拟分析铁路罐式集装箱整体抗冲击性能,通过冲击试验直接获得铁路罐式集装箱受到冲击作用的真实响应数据,为产品耐冲击设计和应用评价提供准确、可靠的试验依据。基于冲击响应谱的冲击试验方法可以用来评价铁路罐式集装箱的结构损伤和潜在损伤。     

三维激光扫描精密测量技术及罐车(箱)自动检定系统研究

根据铁路液体货物重载运输和计量检定的迫切需求,研究三维激光扫描精密测量技术及罐车(箱)自动检定系统。通过高准确度的三维激光扫描仪对容器内壁进行三维激光扫描,获得高密度、高准确度的罐内壁三维坐标点云,将点云进行去杂、空间置平等预处理后,进行空间三角网格建模、切分,分别计算出各个切分块的体积,最后汇总输出为容积表。试验验证和实际测量结果满足相关要求,该项目包含6项主要技术创新,在全国相关单位得到应用,具有重大的社会效益和显著的经济效益。     

基于三维激光扫描的既有铁路中线勘测方法研究

线路勘测是既有铁路改造、维护以及与增建二线的重要环节,为解决铁路轨道三维激光点云不完整对钢轨线型提取的精度和影响等问题,提出一种基于钢轨结构特征约束匹配的三维激光点云轨道中心线自动提取新方法,通过将三维激光扫描获取的钢轨断面与标准钢轨相匹配,以标准钢轨中心线对遮挡和缺失的实际扫描钢轨中心线进行表达,从而精确计算钢轨中线...     

我国铁路罐式集装箱运输发展的探讨

针对我国铁路罐式集装箱运输发展现状,分析我国发展铁路罐式集装箱的必要性和紧迫性,以及铁路罐式集装箱的发展环境及市场需求.针对我国铁路罐式集装箱运输的发展,提出完善铁路罐式集装箱设施与设备,实现铁路罐式集装箱标准化,积极进行铁路罐式集装箱市场营销等建议,以推动铁路罐式集装箱运输在我国的快速发展.     

安全监测系统在液化天然气运输装备上的应用

文章简要介绍了国内外液化天然气运输装备及其安全监测系统的应用现状，结合国内既有液化天然气运输装备的运用工况和结构特点，在分析安全监测系统安装要求的基础上，分别介绍了液化天然气铁路罐车、液化天然气罐式集装箱、联运罐式集装箱的安全监测系统的主要结构和性能，并提出了安全监测系统在液化天然气运输装备上实际应用过程中存在的主要问题。     

高速铁路站场断面测量新方法研究

既有铁路站场断面测量时存在GNSS-RTK卫星信号差、测量效率低、测量条件困难等问题,故提出一种采用背包式移动三维激光扫描系统进行既有铁路站场断面测量的新技术,该系统可在无GNSS-RTK信号的条件下快速高效地采集测量区域内密集的三维点云数据。采用理论与实践相结合的研究方法,首先通过对SLAM算法和点云配准算法的研究,从理论上验证背包式移动三维激光扫描系统在铁路既有站场断面测量的可行性,随后以广州东站改造工程项目为实例,制定详细的测量流程,经过路线规划、控制点布设与测量、外业数据采集、内业数据预处理、点云配准与拼接、多源数据精度评定等一系列测量步骤的实施,得到背包式移动三维激光扫描系统在既有铁路站场内的断面测量高程中误差为0.025 m,满足既有铁路站场断面的测量要求。     

三维激光扫描仪单点精度的检验与分析

三维激光扫描技术是一种先进的全自动高精度立体扫描技术。其中,激光扫描测量仪器的单点精度对工程应用的影响以及对后期数据处理中三维点云模型的建立和精度影响至关重要。以LEICA1202全站仪观测数据作为真值,与REIGLVZ-400三维激光扫描仪所获取的数据进行对比,对地面三维激光扫描仪的精度进行评定。     

铁路罐车容积检定技术研究

铁路罐车容积检定技术分为几何测量法、容量比较法、基于计算机视觉的照相测量技术、铁路罐车容积自动测量装置和三维激光扫描法等。对比几种测量技术的原理、过程和结果,分析各自适用的领域,为铁路罐车容积检定工作的顺利、有序开展提供依据。     

卷首语

<正>1985年,由国家计量局和铁道部联合发文,批准成立国家铁路罐车容积计量站(以下简称"罐车站"或"总站")。自1986年到1993年,罐车站西安、沈阳、吉林、锦州、包头、南京、齐鲁、茂名等8个分站陆续成立,总站和各分站组成罐车站系统。罐车站系统现共有人员187名,其中计量检定员156名,技术人员108名,注册计量师77名。自建站以来,罐车站立足于铁路罐车计量检定,拓展罐体检测和罐式集装箱检定等业务,     

国家铁路罐车容积计量站圆满完成全国铁路罐车容积检定计量比对

为了考核和提升国家铁路罐车容积计量站(以下简称"总站")及8个分站采用三维激光扫描法检定铁路罐车容积的技术能力,评估其检定结果的准确程度和一致性,总站作为主导实验室,于2020年12月9—10日在北京举办"全国铁路罐车容积检定计量比对"(以下简称"比对").这次比对是国家市场监督管理总局针对"三维激光扫描法"作为计量领...     

国家铁路罐车容积计量站30周年

<正>国家铁路罐车容积计量站(以下简称"罐车站"或"总站")成立于1985年,是国家授权建立的法定计量检定机构和国家专业计量站,隶属于中国铁道科学研究院。罐车站主要职责:承担全国范围内的铁路罐车容积强制检定和罐式集装箱容积检定;承担全国范围内铁路危险货物罐车罐体安全检测;建立、维护和使用铁路罐车容积检定计量标准;开展检定检测方法研究和新型测量设备研制;组织或参加本专业规程、规范和标准的制修订;组织、参加国内外有关的学术活动和技术交流;负责铁路罐车     

地面激光扫描仪在溶洞体积测量中的应用研究

提出一种基于三维激光扫描技术的溶洞体积快速测量方法,可以分站获得溶洞内部表面的海量激光点云数据,在分站扫描的同时获得拼接靶标的激光点云。利用拼接靶标将分站扫描的激光点云进行拼接,从而获得整个溶洞内部的激光点云。通过构建三角面片的方法构建溶洞的三维模型,据此计算溶洞的体积及剖面线等,可实现溶洞体积的精确测量。