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基于中点弦测法的中低速磁浮轨道不平顺检测

铁道学报 2020年第8期42卷 116-122页

作者：高雄杰于龙陈唐龙西南交通大学电气工程学院四川成都610031

针对中低速磁浮F轨轨道不平顺检测问题,提出基于机器视觉测量技术的中点弦测方法。由一组激光摄像式传感器检测轨道轮廓,进行图像处理、特征点提取以及世界坐标系转换后,计算得到轨道不平顺正矢值,通过“以小推大”、差值方法得到不同... 详细信息

针对中低速磁浮F轨轨道不平顺检测问题,提出基于机器视觉测量技术的中点弦测方法。由一组激光摄像式传感器检测轨道轮廓,进行图像处理、特征点提取以及世界坐标系转换后,计算得到轨道不平顺正矢值,通过“以小推大”、差值方法得到不同弦长的不平顺值,并为长沙磁浮快线研制了MTDS-1型车载非接触式中低速磁浮F轨轨道动态检测装置。选取株洲电力机车有限公司的磁浮交通系统中心试验线为试验地点,测试结果表明:在20 km/h和25 km/h的速度下测得的4 m弦和10 m弦轨道不平顺满足精度要求,验证了轨道不平顺检测数据的一致性,该检测方法能实现中低速磁浮轨道不平顺的准确测量,检测结果不受列车运行速度变化的影响。

关键词：中点弦测法 F轨轨道不平顺中低速磁浮列车

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轨道检测中激光摄像式传感器标定方法研究

机械工程学报 2013年第16期49卷 39-47页

作者：占栋于龙肖建陈唐龙西南交通大学电气工程学院成都610031

激光摄像式传感器标定是采用激光摄像技术进行轨道几何参数检测的难点。建立基于非线性最小二乘法及高斯-牛顿最优化计算方法的激光摄像式传感器标定模型。在专用调整平台上采用棋盘格进行标定试验,获取200组标定数据。分别运用非线性... 详细信息

激光摄像式传感器标定是采用激光摄像技术进行轨道几何参数检测的难点。建立基于非线性最小二乘法及高斯-牛顿最优化计算方法的激光摄像式传感器标定模型。在专用调整平台上采用棋盘格进行标定试验,获取200组标定数据。分别运用非线性最小二乘法及高斯-牛顿最优化计算方法,求解激光摄像式传感器标定模型参数。在上述200组标定数据基础上,另取200组数据共同参与标定误差分析。结果表明,高斯-牛顿最优化计算方法较非线性最小二乘计算方法标定精度在水平方向和垂直方向分别提高0.155 mm、0.150 mm。针对激光摄像式传感器在轨道检测中的应用,提出采用高斯-牛顿最优化计算方法进行标定。给出轨道检测中基于高斯-牛顿最优化计算方法的轨距及转向架倾摆角求解方法。

关键词：轨道检测激光摄像机标定

多摄像机结构光大视场测量中全局标定方法研究

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仪器仪表学报 2015年第4期36卷 903-912页

作者：占栋于龙肖建陈唐龙西南交通大学电气工程学院成都610031

多摄像机结构光大视场测量系统,存在摄像机空间分布广、摄像机之间无公共视场角、标定模型复杂等问题。所以采用合适方法对多摄像机与结构光进行高精度全局标定非常关键。提出将二维平面靶标与一维靶标相结合,分步对摄像机及结构光进行... 详细信息

多摄像机结构光大视场测量系统,存在摄像机空间分布广、摄像机之间无公共视场角、标定模型复杂等问题。所以采用合适方法对多摄像机与结构光进行高精度全局标定非常关键。提出将二维平面靶标与一维靶标相结合,分步对摄像机及结构光进行全局标定。首先,综合考虑摄像机镜头畸变,采用二维平面靶标对单个摄像机内部参数进行离线标定。借助一维靶标对摄像机及结构光外部参数进行在线标定。将一维靶标上距离已知的共线特征点作为约束条件,逐个求解相邻摄像机坐标系之间外部参数。任选一个摄像机作为全局坐标系,通过相邻摄像机坐标系外部参数矩阵逐步换算,求解每个摄像机坐标系与全局坐标系外部参数。同理,采用一维靶标,至少获取激光平面上3个非共线特征点全局坐标,计算激光平面方程。最后,综合所有摄像机内外部参数、激光平面方程系数,建立多摄像机结构光大视场测量系统全局测量模型。标定试验和现场实际应用表明文中所提方法切实可行。

关键词：多摄像机结构光大视场全局标定

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钢轨轮廓测量中的车体振动补偿问题研究

仪器仪表学报 2013年第7期34卷 1625-1633页

作者：占栋于龙邱存勇肖建陈唐龙西南交通大学电气工程学院成都610031

采用车载方式进行钢轨轮廓高精度测量,必须进行车体振动补偿。针对车体振动对钢轨轮廓测量带来的误差影响,提出将车体振动分解为同一平面内的平移振动分量和旋转振动分量,对左右股钢轨轮廓数据各个振动分量分别进行补偿。研究了用于钢... 详细信息

采用车载方式进行钢轨轮廓高精度测量,必须进行车体振动补偿。针对车体振动对钢轨轮廓测量带来的误差影响,提出将车体振动分解为同一平面内的平移振动分量和旋转振动分量,对左右股钢轨轮廓数据各个振动分量分别进行补偿。研究了用于钢轨轮廓测量的激光摄像式传感器标定计算方法、车体振动补偿计算方法。给出了基于激光摄像技术的钢轨轮廓测量方案。针对现场钢轨轮廓测量数据检测精度难验证的问题,建议采用钢轨磨耗测量数据验证。研制了基于激光摄像技术和车体振动补偿技术的钢轨轮廓检测装置。每隔100 m共选取10个采样点,分别在人工静态、振动补偿前动态、振动补偿后动态测量钢轨磨耗数据,以静态测量数据为基准,验证振动补偿有效性。结果表明,采用车体振动补偿后,左右股钢轨磨耗测量误差标准差各自减小2.0 mm,测量误差百分比各自减小38.8%、39.7%。选取200 m长线路分别以10 km/h、40km/h、80 km/h进行钢轨轮廓动态测试,以10 km/h测量数据为基准,验证钢轨磨耗测量数据一致性。结果表明,动态测量钢轨磨耗数据重复性误差均方差控制在0.40 mm以内。

关键词：钢轨轮廓测量车体振动补偿标定

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基于熵测度的地铁弓网燃弧电流扰动分析

高电压技术 2014年第11期40卷 3642-3648页

作者：蒲文旭于龙陈唐龙刘宝轩西南交通大学电气工程学院成都610031

城市轨道交通大多采用弓网(受电弓与接触网)接触方式向电力机车供电。当弓网分离时,将造成燃弧发生和牵引电流扰动,恶化机车受流。针对地铁直流牵引电流特征,提出了一种改进的小波包奇异熵算法,并用于燃弧牵引电流处理分析,得出牵引电... 详细信息

城市轨道交通大多采用弓网(受电弓与接触网)接触方式向电力机车供电。当弓网分离时,将造成燃弧发生和牵引电流扰动,恶化机车受流。针对地铁直流牵引电流特征,提出了一种改进的小波包奇异熵算法,并用于燃弧牵引电流处理分析,得出牵引电流扰动指标Γ。根据非接触式弓网燃弧检测系统采集广州地铁现场试验数据,分析结果表明:改进后小波包奇异熵能直观、有效地提取牵引电流扰动特征;扰动指标Γ能有效反映牵引电流扰动程度,衡量机车受流质量;牵引电流扰动指标Γ与燃弧紫外能量呈幂函数关系,燃弧紫外能量越大,扰动越严重,特别当燃弧紫外能量超过400 m J时,牵引电流扰动Γ急剧上升,机车受流受到严重影响。

关键词：弓网燃弧牵引电流扰动指标经验模态分解小波包奇异熵紫外能量受流质量

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接触网几何参数高速动态视觉测量方法研究

仪器仪表学报 2014年第8期35卷 1852-1859页

作者：占栋于龙肖建陈唐龙佘睿西南交通大学电气工程学院成都610031 成都唐源电气有限责任公司成都610045

接触网几何参数对于电气化铁路至关重要,其优劣不仅影响弓网受流质量,还关系列车行驶安全。既有接触网几何参数动态检测装置多存在测量频率低、检测速度无法继续提高的现实。随着列车提速和线路日益繁忙,对接触网几何参数动态检测速度... 详细信息

接触网几何参数对于电气化铁路至关重要,其优劣不仅影响弓网受流质量,还关系列车行驶安全。既有接触网几何参数动态检测装置多存在测量频率低、检测速度无法继续提高的现实。随着列车提速和线路日益繁忙,对接触网几何参数动态检测速度要求相应提高。如何在高速动态条件下,准确获取接触网几何参数,成为接触网检测面临的重要问题。针对接触网几何参数高速动态测量实际需要,设计了一种双线阵摄像机与线结构光源相结合的视觉传感器,基于双目线阵主动摄像测量技术,对接触网几何参数进行高速动态测量。系统介绍了2组线阵摄像机及结构光源进行接触网几何参数测量原理,详细推导了双目线阵主动摄像测量计算公式,建立了接触网几何参数非线性视觉测量模型。基于此,研制接触网几何参数高速动态检测装置,并进行动态测量实验。实验结果表明该测量方法切实可行,为该项技术应用于高速铁路接触网几何参数高速动态检测提供试验基础。

关键词：接触网几何参数线阵摄像机高速动态测量

钢轨轮廓测量中多视觉传感器全局标定方法研究

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铁道学报 2016年第8期38卷 87-95页

作者：占栋于龙肖建陈唐龙张冬凯西南交通大学电气工程学院四川成都610031

钢轨轮廓动态测量中,左右股钢轨轮廓测量视觉传感器空间分布广、无公共视角、标定模型复杂。如何在同一坐标系下对左右股钢轨轮廓测量视觉传感器进行全局标定,是钢轨轮廓高精度测量面临的重要问题。本文提出一种将二维平面靶标与激光直... 详细信息

钢轨轮廓动态测量中,左右股钢轨轮廓测量视觉传感器空间分布广、无公共视角、标定模型复杂。如何在同一坐标系下对左右股钢轨轮廓测量视觉传感器进行全局标定,是钢轨轮廓高精度测量面临的重要问题。本文提出一种将二维平面靶标与激光直线相结合的钢轨轮廓测量多视觉传感器全局标定方法,即:分别利用平面靶标角点坐标、激光直线共线约束、靶标平面与结构光平面相交所得激光光条直线信息,求解左右股钢轨轮廓测量视觉传感器内部参数、外部参数和结构光平面方程,实现左右股钢轨轮廓测量视觉传感器全局标定。将该标定方法在轨道检测车中应用,当左右股钢轨轮廓测量视觉传感器测量中心相距900mm、单个视觉传感器测量范围约为300mm×450mm时,采用不同速度测量同一段线路左右股钢轨磨耗及轨距参数,动态测量最大重复性误差e_(RMS)分别为0.23mm、0.21mm、0.22mm,验证了该标定方法的可行性。

关键词：钢轨轮廓测量线结构光视觉传感器全局标定

基于LBP-HOG特征的接触网旋转双耳区域识别

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铁道科学与工程学报 2017年第2期14卷 370-378页

作者：徐丹于龙陈唐龙王佳祺西南交通大学电气工程学院四川成都610031

研究基于LBP特征、HOG特征与支持向量机相结合的目标定位原理,并对旋转双耳区域进行定位研究,分别使用LBP特征与支持向量机的方法和HOG特征与支持向量机的方法对旋转双耳区域进行定位,在此基础上,提出将LBP特征和HOG特征融合成LBP-HOG... 详细信息

研究基于LBP特征、HOG特征与支持向量机相结合的目标定位原理,并对旋转双耳区域进行定位研究,分别使用LBP特征与支持向量机的方法和HOG特征与支持向量机的方法对旋转双耳区域进行定位,在此基础上,提出将LBP特征和HOG特征融合成LBP-HOG特征对旋转双耳区域进行定位。检测结果表明,同等条件下,LBP-HOG特征的检测效果优于单一使用LBP特征和HOG特征。

关键词：接触网检测 LBP HOG 支持向量机旋转双耳

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接触网绝缘子泄漏电流信号去除过车干扰研究

电瓷避雷器 2018年第5期 146-152,158页

作者：朱虹宇于龙陈唐龙西南交通大学电气工程学院成都610031

为了去除接触网绝缘子泄漏电流信号在线监测中的过车干扰。首先通过大量现场过车试验采集到过车过程中连续、实时的接触网绝缘子泄漏电流原始信号,然后分别对过车前、过车时和过车后的泄漏电流信号进行时域和频域分析。根据分析结果,提... 详细信息

为了去除接触网绝缘子泄漏电流信号在线监测中的过车干扰。首先通过大量现场过车试验采集到过车过程中连续、实时的接触网绝缘子泄漏电流原始信号,然后分别对过车前、过车时和过车后的泄漏电流信号进行时域和频域分析。根据分析结果,提出了一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)与能量相结合的识别过车数据段的方法,并将识别出的过车数据段直接从泄漏电流原始数据段中剔除以达到去除过车干扰的目的。最后通过大量现场过车过程数据的验证,证明了文中方法具有较高的识别率,满足实际工程的需求。

关键词：接触网绝缘子泄漏电流干扰