基于激光传感器的列车轮缘在线检测系统

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1、硕士学位论文基于激光传感器的列车轮缘在线检测系统ONLINEDETECTIONSYSTEMOFTHETRAINFLANGEBASEDONLASERSENSOR李莹哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TP216.1学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文基于激光传感器的列车轮缘在线检测系统硕士研究生：：李莹导师：：何平教授申请学位：：工程硕士学科：：控制科学与工程所在单位：：航天学院答辩日期：：2015年6月授予学位单位：：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP216.1U

2、.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringONLINEDETECTIONSYSTEMOFTHETRAINFLANGEBASEDONLASERSENSORCandidate：LiYingSupervisor：Prof.HePingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ControlScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDate

3、ofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着我国铁路的蓬勃发展，车速的全面提高，铁路运输的安全性越来越重要。车轮尺寸是否符合在役列车运行标准直接关系到列车的运行安全。铁路列检部门的工作量，随着我国铁路业的迅速扩大而急剧加重。而铁路列检部门对车轮检测的工作还处于人工加机械辅助的方式，并不能满足如此大的工作量需求，因此设计车轮在线自动检测系统具有重要的现实意义。本文主要的工作内容有：

4、首先对车轮轮缘检测技术的国内外现状进行阐述分析。然后根据本系统的设计目标分析了本系统的测量原理。分析了系统实现所需的主要参数及其测量方法。根据相对运动的原理，对车轮运动规律进行分析，建立了车轮与激光传感器的等效运动模型，并根据这一模型提出了一种新的测量轮缘高度序列的方法。介绍了系统实现的总体方案设计。包括测量部分、下位机控制部分和上位机显示存储部分。并对该方案选取了合适的测量工具与主控芯片。根据系统功能设计了硬件电路板，主要有DSP主控模块的最小系统电路设计、通信模块、外部存储模块、AD采样模块、车轮传感器信号调理模块的设

5、计等。对系统下位机软件的程序进行了设计与实现。对下位机各个功能模块进行软件设计，主函数设计，通信模块的通信格式与协议设置，利用数据拟合算法求取轮缘厚度。最后设计完成了系统的上位机显示功能。根据系统要求设计出了能够显示轮缘曲线和相关数据的功能界面，并对该功能界面的设计进行了简单介绍。最后给出了系统测试结果以及结果误差分析。关键词：激光传感器，轮缘检测，车轮传感器，数据拟合，DSPI哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththevigorousdevelopmentofChina'srailwayandthetr

6、ain’sspeedincreasing,therailwaytransportationsafetyisbecomingmoreandmoreimportant.Wheelsizemeetingthestandardsofthetrainsin-serviceisdirectlyrelatedtotherunningsafetyofthetrain.Alongwiththerapidexpansionoftherailwayindustry,theworkloadoftherailwayinspectiondepartm

7、enthassharplyaggravated.Andtraininspectiondepartmentofwheeldetectionworkinmanualandauxiliarymachineryenvironment,andunabletomeettheneedsofsuchalargeworkloadrequirements,sothedesignofwheelon-lineautomaticdetectionsystemhasimportantpracticalsignificance.Thefollowing

8、sarethemainconcentsofthearticle:Firstly,analysethecurrentsituationofthedevelopmentofwheelflangedetectiontechnologyathomeandabroad.Thenaccordingtothedesi