激光光斑捕获与分析系统的研究

2012-05-08连翠玲

河北省科学院学报 2012年3期

赵旭，连翠玲，王帅

（河北省科学院自动化研究所，河北石家庄 050081）

1 引言

为保证铁路运输的安全，工务养护部门需要在规定时间内检查一遍辖区内铁路轨道的轨距、水平、轨向、高低、正矢和三角坑、轨距变化率等轨道的长波不平顺参数。对于这些参数的检测，通常使用铁路轨道检查仪或者轨道几何状态检测小车，其原理为基于全站仪或光纤陀螺仪配合各种传感器实现参数测量。

基于全站仪的轨检仪／轨检车采用全站仪配合棱镜的绝对坐标法测量轨道的几何参数，测量结果准确。但此类轨检仪定位时间长，检测效率较低，一个天窗口最多检测几百米，而且其造价高；利用陀螺仪配合各种传感器的轨检仪／轨检车推行过程中自动采集轨道的几何参数信息，但是其算法基于微积分原理，检测数据易受算法和外界信息的干扰，推行的速度或快、或慢都会影响检测的准确性。

笔者设计了激光光斑捕获与分析系统，该系统利用激光准直技术、面阵CCD传感器和内置的数学模型，采集激光光斑的坐标变化直接得出轨向、水平、高低、三角坑、正矢等轨道长波不平顺参数。采用该系统的轨检仪，集成了以上两类轨检仪的特点和优势：检测速度相对较快，而且检测参数多、精度高，与现有的测量方法相比，提高了检测的效率。