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。     

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。     

激光测距仪测量铁路罐车容积的辅助工装设计

介绍内测法下,为了实现使用激光测距仪测量铁路罐车容积而设计的辅助工装。介绍辅助工装需要解决的困难、结构、工作原理以及使用方法。通过辅助工装,实现运用激光测距仪对铁路罐车容积相关参数测量,可克服传统方法由于人工操作和套管尺磨损带来的误差,提高罐车检定数据的准确性。     

铁路罐车外测法辅助工装设计

针对铁路罐车容积外测法中使用线锤进行辅助测量时出现偏差的问题,设计2种辅助工装:测量罐体外总长用辅助引导器具和T字线锤辅助安放尺。介绍辅助工装的结构和测量罐体外总长时的操作方法。实际应用表明,辅助工装能有效避免使用线锤时常出现的偏差,降低劳动强度,提高检定人员工作安全性。     

三维激光精密扫描技术破解全军某大型战略装备“测不了、测不准”难题

军民融合发展作为国家战略,是实现军队现代化建设与经济社会协调发展的重要举措。2021年,国家铁路罐车容积计量站(以下简称“罐车站”)积极参与军民融合创新发展,与中国人民解放军军事科学院签订合作协议,将三维激光精密扫描技术应用于全军某大型战略装备测量。     

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。     

铁路罐车激光测量仪的设计

针对铁路罐车外测法的检定条件和特点,设计采用激光测距原理的铁路罐车激光测鼍仪.介绍了铁路罐车激光测量仪的测量原理.建议研制铁路罐车激光测量仪,并应用于铁路罐车容积检定.     

利用激光技术测量罐体挠度的初步设计

利用激光技术测量罐体挠度的初步设计刘俊挟，缪西英（国家铁路罐车容积计量站包头分站）一、问题的提出目前我国生产和运行的铁路罐车，由于结构和生产工艺上的特点，绝大多数罐车的罐体存在着挠度问题。只有石油液化气铁路罐车的罐体由于钢板厚度尺寸较大，同时对罐体进...     

锥体罐车外测法辅助工装研究

采用外测法检定一些新型锥体铁路罐车时,存在不能直接测量罐体端部测量截面外横直径和圆筒周长的问题。为此设计一套由磁性U型铝合金框尺、加长磁性拐尺和磁性T字尺组成的锥体罐车外测法辅助工装。介绍辅助工装的设计思路、结构、测量原理、偏差分析,以及辅助工装的具体使用方法。     

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。     

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。     

铁路罐车挠度测量技术方法分析

分析现有扰度测量技术,并指出铁路罐车挠度测量技术存在的不足,介绍铁路罐车挠度测量新技术:激光追踪水准仪挠度外测法、扫平仪挠度测量法和三维激光点云挠度测量法。挠度测量新技术方可提高罐体挠度的测量准确度,缩短测量时间,提高检定工作效率。     

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。     

铁路罐车容积测量不确定度的评定

根据国家计量技术规范“JJF1059—1999测量不确定度评定与表示”,针对铁路罐车容积测量不确定度进行研究,分别建立罐内测量法数学模型和罐外测量法数学模型。通过分析计算和评定,得出当包含因子取2时,采用罐内测量法和罐外测量法检定的铁路罐车容积扩展不确定度分别为2.6×10-3和2.9×10-3,符合“JJG140—1998铁路罐车容积”中当包含因子取2时“铁路罐车容积扩展不确定度小于4×10-3”的要求,表明我国铁路罐车容积的检定采用罐内测量法、罐外测量法是可行的。提出开展容量比较法、注水称重法的研究和研发铁路罐车容积自动测量装置,以完善铁路罐车容积的量传体系,与国际接轨,提高铁路罐车容积的计量准确性。     

铁路罐车三维激光扫描数据采集的影响因素及优化

针对三维激光扫描技术在铁路罐车和罐式集装箱测量中的应用,介绍三维激光扫描铁路罐车或罐式集装箱流程,分析实际应用过程中存在的残留液体、罐壁状态和入射角等影响扫描效果的因素及现象,并总结和提出合理设置较小的扫描步距、适当提高脉冲发射频率、综合考虑入射角、前期点云数据预处理和后期点云数据修复等优化措施。     

铁路罐车容积量传系统测量不确定度分析

根据“JJF1059-1999测量不确定度评定与表示”,对铁路罐车容积量传系统测量不确定度进行了分析,得出铁路罐车容积量传系统扩展不确定度Ur=7.0×10-4,包含因子k=2。用该系统对铁路罐车容积进行量值传递,可使铁路罐车容积的扩展不确定度达到2.0×10-3,k=2,符合国际法制计量组织的建议“R80汽车罐和铁路罐车”的要求。目前,几何测量法仍是铁路罐车容积的主要检定方法,应加快研发铁路罐车容积的自动测量设备,进一步提高铁路罐车容积的计量准确性。     

70 t级铁路罐车容积的几何测量法研究

根据70 t级铁路罐车的锥形罐体结构及其特征参数,建立罐体容积的计算模型.参照圆柱体铁路罐车容积的测量方式,并结合锥体铁路罐车自身的结构特点,确定其需要测量的罐体特征参数.采用罐内几何测量法时,测量的罐体特征参数包括内横直径、内竖直径和内总长;采用罐外几何测量法时,测量的罐体特征参数包括外横直径(和(或)加温套外廓宽和(或)导流板外廓宽)、外周长、外总长、上板厚、封头壁厚、加温套厚.以GQ70型铁路罐车为例进行的罐体容积几何测量试验和计算分析表明:采用两两对称的4个测量截面测量罐体特征参数足以满足测量的需要,所得到的测量结果不确定度为4×10-3 (k=2),符合铁路罐车容积检定规程的要求,可以用于70 t级铁路罐车容积的实际测量.     

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。     

全站仪检定铁路罐车容积技术方法研究

介绍国家铁路罐车容积计量站检定三室使用全站仪测量主型铁路罐车外部几何尺寸检定铁路罐车自备车的测量技术和实施方案。通过分析检定数据说明,使用全站仪检定铁路罐车容积简便、可靠,而且能提高检定精度。     

三维激光扫描仪在高速铁路轨道线形测量中的应用

为解决传统轨道检测小车测量作业效率低、成本高、数据形式单一等问题,采用基于自由测站的三维激光扫描仪进行点云数据获取,通过对仪器技术参数及扫描模式分析,对点云平面及高程坐标精度推算,确定了设站模式、作业线路、设站间隔。结合16 km隧道内既有铁路轨道线形测量工程实例,对比了轨检小车与三维激光扫描仪在人员、设备以及作业用时方面的差别;通过对414站扫描设站精度进行统计,推导计算得出点云坐标平面精度可达2.45 mm,高程精度可达1.06 mm。通过自主研发软件提取轨道中线三维坐标,采用稳健平滑滤波进行去噪处理,结果表明,点云中线坐标与静态轨检小车测量结果横向偏差平均值为2.7 mm,高程较差平均值为3.9 mm。