高速铁路轨道几何状态三维检测系统设计与开发

针对高速铁路轨道几何状态检测问题,从高速铁路工程测量体系的建立出发,提出了轨道检测系统内部几何参数和外部几何参数测量一体化的设计方案,随后建立了轨道三维检测方法的数学模型和理论体系.最后,对客运专线轨道三维检测系统的架构、技术、界面及功能进行了设计和测试,并在Visual Studio.Net平台上进行了软件集成开发.     

激光跟踪仪在火箭撬滑轨轨道安装中的应用

火箭撬试验滑轨是一种大型地面动态模拟试验设备,火箭撬试验对滑轨的直线精度要求达到一百万分之一,因此对火箭撬滑轨的安装调试提出了极高的要求。传统的全站仪及电子水准仪很难满足火箭撬滑轨对安装测量的精度要求,而激光跟踪仪的快速发展为高精度的直线测量提供了条件。本文运用激光跟踪仪对我国新建长达9 km的某火箭撬滑轨的轨道安装进行测量调试,现场试验表明激光跟踪仪完全满足对轨道安装的精度要求,对以后拓宽激光跟踪仪在工程领域的应用奠定基础。     

激光跟踪仪(API)大工件位置误差检测

形位误差在产品的制造过程中是不可避免的．如何实现对大型零件形位误差的精确检测,长期以来一直是困扰机械制造行业的难题。针对这一现实,通过对激光跟踪仪检测零件形位误差的具体描述,用实例证实了激光跟踪仪检测大型零件位置误差的适用性,分析了仪器精度设置原则,讨论了按规范检验合格的判定规则。     

静态背景中运动目标的检测与跟踪系统

给出了系统的整体设计流程,采用背景减法完成目标检测与跟踪;针对不同应用领域,提出了基于时间的背景模型建立法和改进的累加平均背景模型建立法,对背景更新采用了手动更新与自动更新相结合的方法;利用全局阈值与分割因子的乘积作为阈值对减法结果进行二值化,实现图像分割;在目标检测时提出了检测区域的概念,针对不同应用领域,预设了运动目标模型;采用相邻两帧同一运动目标的距离差和面积差相结合的方法实现目标跟踪。     

应用激光跟踪仪的数控机床几何精度检测

为了对数控机床几何精度进行快速、高精度检测,提出了一种基于激光跟踪仪的多站分时测量方法.该方法通过一台激光跟踪仪先后在不同的基站位置对机床相同的三维空间进给运动轨迹进行了测量,利用测量得到的大量测量点到不同基点的距离变化量建立了超定方程组.采用最小二乘法对方程组求解,准确标定出机床运动过程中各测量点的坐标,然后分离出机床的各项几何误差.通过对多站分时测量的原理分析,给出了多站分时测量方法的具体算法,并对该方法的测量误差进行了分析.仿真和实验结果表明,多站分时测量方法是可行的,该方法具有快速、精度高等优点,适合中高档数控机床几何精度的检测.     

拟双曲轨道的强跟踪性

设M是一个紧致n维C^∞黎曼流形，f∈Diff（M），∧是f的闭不变集合，并且∧具有连续不变分解T∧M=E F，则对任意的ε〉o和λ∈（0，1），存在δ〉0，使得对f的任意λ-拟双曲强δ-伪轨{xi,ni}i=-∞^＋∞都存在一点x∈M，强ε-跟踪{xi,ni}i=-∞^＋∞。     

影响轨道不平顺质量指数因素解析

本论文对轨道不平顺质量指数TQI(Track Quality Index,简称TQI)的定义和计算方法进行叙述,并列举影响TQI几种常见因素,分析其对TQI的影响,最终建议管理者理性看待TQI,合理的做出对线路的整体评价。     

拟双曲轨道的极根伪轨跟踪性

把伪轨跟踪性引理推广到具有弱双曲性的d-极根伪轨上.设M是n-维C∞闭的光滑流形,f是M上的微分同胚,考虑f所诱导的离散动力系统.我们将证明微分同胚f在拟双曲轨道上的极限伪轨跟踪性.假设Λ是f的闭不变集合,并且Λ具有连续不变分解TΛM=E⊕F,即DfEx=Ef(x),DfFx=Ff(x).则对任意λ∈(0,1),存在L＞0,d0＞0,使得对任意的d∈(0,d0],任意相对于分解TΛM=E⊕F的λ-双曲d-极限伪轨{xi,ni}∞i=-∞,都存在一点x∈M,ld-极限跟踪{xi,ni}∞i=-∞.     

基于激光跟踪仪的关节式坐标测量机参数标定

给出了一种6自由度(degree of freedom,DOF)关节式坐标测量机的总体结构设计,运用Denavit-Hartenberg(D-H)方法建立了该测量机的测量方程,并研究了测量机的误差模型,基于激光跟踪仪建立了基于空间坐标变换原理的测量机参数标定模型.对关节式坐标测量机标定前后的测量精度进行了实验验证,实验结果证明高精度激光跟踪仪可实现对关节式坐标测量机的快速标定.     

基于激光跟踪仪的机器人运动学参数标定方法

工业机器人的连杆参数误差是影响其绝对定位精度的最主要因素，为改善机器人的绝对定位精度，借助了高精度且可以实现绝对坐标测量的先进测量仪器——激光跟踪仪，以及功能强大的CAM2 Measure 4．0配套软件，从机器人自身的运动约束出发，构建起实际的D—H模型坐标系，进而对运动学参数进行了修正，获得了关节变量与末端法兰盘中心位置在基坐标系下的准确映射关系．结果表明，标定后的平均误差及均方根误差均改善了40％以上，且该方法易于实现，通用性强，能明显改善精度．     

基于激光跟踪仪的Delta并联机构运动学误差标定

以Delta并联机构为研究对象,建立了Delta并联机构的运动学误差模型,对影响其末端精度的几何误差源进行了分析,并指出这些几何误差源可简化为18项.以激光跟踪仪作为测量工具,提出一种步进迭代的误差参数辨识方法,该方法利用Delta并联机构操作空间与关节空间之间的映射关系,通过优化多个检测点相互之间的理论距离与实际距离的残差,计算出Delta并联机构的各项几何误差参数,进而修正Delta并联机构的运动学模型,标定后机构末端精度由1.0,mm数量级提高至0.1,mm数量级,实验结果表明了文中所述方法的有效性和普遍性.     

激光测速仪频率跟踪器动态响应特性分析

针对激光多普勒测速仪常用信号处理设备———频率跟踪器 ,采用实验方法分析了其动态响应特性及影响因素 ,发现其动态响应参数并不能全面反映其在实际测试中的动态响应能力 ,实际测试中的动态响应能力明显低于通常的估计 .提出了在实际测试中需要注意的问题     

线路参数自动检测系统数据的处理方法

给出一种非接触式铁路轨道线路参数检测系统的结构及功能,分析了各种线路参数的测量原理,并着重论述了用于检测线路方向和高低不平顺的弦测法和逆滤波原理及系统中采用的数据处理方法和逆滤波器实现技术.大量实验数据表明,该系统可靠性高,精度优于手工测量,完全满足铁路现场静态检测的要求.     

基于PLC的偏心式飞剪机速度跟踪控制方法

利用PLC对传统的偏心式飞剪机进行改造.采用相应的速度跟踪算法和动态修正模型,实现了在连续工作状态下准确切头和切定尺的控制,并通过使用西门子PLC进行控制,达到了理想的控制效果.     

用激光外差法探测固体表面超声位移

论述了应用激光外差和锁相环解调原理探测固体表面超声位移的原理、方法、并利用激光外差干涉仪对固体表面的超声位移进行了探测，得到了很好的结果。     

浅谈高速铁路无砟轨道精调

介绍了高速铁路无砟轨道精调的意义和相关概念,论述了轨道静态精调和动态精调两个阶段各自的标准、程序、方法及注意事项,分析了影响轨道精度的主要因素,提出了提高轨道精度的主要措施。     

铁路轨道几何状态检测系统的研制

为了解决铁路轨道几何状态检测中遇到的检测基准问题,研制了一个采用无衍射激光作为检测基准的检测系统。系统采用装有CCD摄像机和倾斜传感器的检测小车沿轨道移动,在待检测位置摄取与轨道基本平行的无衍射激光图像,经图像处理获取激光图像的中心坐标,结合倾斜传感器测出的倾斜角度,计算出轨道的几何状态。介绍了检测系统的结构。详细讨论了检测原理。分析了系统误差。用波长658nm的激光器,640×480像素摄像机,光靶分辨率为0．1172mm／像素,在25m处摄取50幅图像,标准偏差横向为0．216mm,纵向为0．219mm。系统已获得工程应用,取得了满意的结果。     

基于激光测距的非接触式齿轮倒角轮廓测量系统

为了满足倒角齿轮的倒角轮廓测量需求,采用先进的计算机检测与控制技术及现代化的传感器技术,研制了一种非接触式齿轮倒角轮廓激光测量系统.测量系统以计算机为控制中心,用激光位移传感器和光栅尺获取数据,利用X-Y精密移动平台实现测量位置的准确定位,实现了倒角轮廓的测量.实验表明,测量系统精度满足倒角齿轮测量的工业应用要求.     

一种基于跟踪误差变化率的动态矩阵控制算法

作为一种基于对象阶跃响应的预测控制算法,动态矩阵控制在性能指标函数中通过对跟踪误差的优化及对控制量增量的软约束来保证控制的性能,指标函数中并没有考虑跟踪误差变化率对系统动态响应的影响.为了使对象具有更好的动态响应,笔者基于优化性能指标函数中的跟踪误差项,在指标函数中引入跟踪误差的微分项,提出一种改进动态矩阵控制算法,使得对象的动态响应更加平稳,闭环系统的鲁棒性更强.理论分析和计算机仿真结果表明了改进后的算法使系统具有更好的控制品质.