一种基于车载相机的车轮位移检测新方法

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(石家庄铁道大学 电气与电子工程学院，河北 石家庄 050043)

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随着列车运行速度的不断提高，列车行车安全是高速铁路首先要考虑的问题。为了满足列车的安全运行形态和正常的运行机理安全性的要求，有必要对轮轨相对位移进行检测。国内外学者对列车蛇形运动，列车横向失稳，甚至脱轨等因素仅是基于传感器的机车安全运行监测进行了研究[1-5]。日本学者Sato Yasuhiro et al[6]设计了一种脱轨系数连续检测装置，该装置通过安装于转向架非旋转结构上的非接触式位移传感器来检测轮轨接触力，从而获得脱轨系数的统计值。西班牙的Monje Pedro et al[7]设计了一套基于光电二极管的仪器装置，该装置安装于机车转向架上，用于在线检测车轮在轨道上滚动和滑动的状态。瑞士的Oldrich Polach[8]分析研究了轮轨接触几何状态在列车运行中稳定极限条件下对列车行为的影响，并取得了不错的效果。北京航空航天大学的Zheng Gong[9]利用结构光和计算机视觉技术完成了对列车车轮直径的动态测量。魏云鹏等[10]根据有限元理论并结合ANSYS有限元软件分析列车在蛇形运动状态下轮轨接触区域的形状“面积”轮轨接触应力和Mises应力的特性,对列车在蛇形运动状态下安全状态进行了评价。

唐永康[11]基于常规的应变片、位移计、加速度传感器搭建了一种检测车辆脱轨倾向的脱轨预警系统。随着计算机技术的发展，非接触式测量可直接精确测量目标形态结构，可实施性强，并且可重构和准确识别目标细节，由此受到众多研究学者的追捧。……