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工务维修检测3D检测方案

发布时间:2021-05-18 13:00:09浏览次数:来源于:泰迪智能

工务维修检测3D检测方案
隊道异常检测

隧道检测基本指标如下表所示

隧道异常检测

隧道异常检测3D检测系统主要包括以下部分:

隧道扫描模式

隧道扫描,一般在检测车上安装多只3D传感器,对隧道内部进行扫描重建,获取隧道塌陷损坏等病害问题位置。

隧道病害识别及3D重建

对于隧道中非髙度变化的病害,需要添加2D线阵相机作为数据获取设备,来测量渗水,细小裂纹等病害。

轨廓扫描

铁轨轨廓扫描可分为双相机扫描和3相机扫描,双相机扫描在下图所示的位置岀现盲区

铁轨轨形轮廓在线3D检测住要为铁轨铁轨扣件螺栓(部分用户要求)

铁轨弹条(部分用户要求)

胶垫(较少用户要求)

轨枕(较少用户要求)

检测指标主要为

纵向不平顺高低:轨道高低不平顺是指沿钢轨长度在纵向的凹凸不平—单轨测量,(精度要求0.5mm)

水平:轨道水平是指左右两轨顶面在同一横截面上的高度差—双轨测量,(精度0.15mm)

平面扭曲:平面扭曲俗称三角坑,可通过相隔一定距离的两个横截面水平幅值的代数差来衡量——需双轨测量(精度要求0.15)

横向不平顺轨向:不平顺是指轨顶道内侧面沿长度方向的橫向凹凸不平顺——单轨测量(精度要求0.5mm)。

轨距:在钢轨踏面下方16毫米的地方测得的两轨之间内侧距离(相关指标:轨距(精度要求0.1mm),轨距变化率:0.03%)

轨身指标表面擦伤掉块:(要求可检测15×15mm以上轨面擦伤)

轨廓:(要求精度:≤0.1mm)

磨耗:(要求检出0.5mm磨损)

固定件指标弹条位移损坏遮挡:(要求可以检出0.5mm位移)

胶垫挤压变形:(明显变形检出即可)

压块螺栓松动:(要求能检测出0.5mm松动)

轨枕指标轨枕裂纹掉块:(要求明显裂纹掉块检出即可)

根据现阶段,试验室仅有一台高精度平移台,且横向搭建较为困难的前提下,决定仅测量单轨相关的指标,具体如下:

纵向不平顺高低:轨道高低不平顺是指沿钢轨长度在纵向的凹凸不平——单轨测量,(精度要求0.5mm)

横向不平顺轨向:不平顺是指轨顶道内侧面沿长度方向的横向凹凸不平顺——单轨测量(精度要求0.5mm)

轨身指标表面擦伤掉块:检测铁轨表明是否明显的凹坑——单轨测量(要求可检测15×15mm以上轨面擦伤)

轨廓:显示出铁轨主要或者计算部分的外轮廓——单轨测量(要求精度:≤0.1mm)

磨耗:计算轨面至某标准平面的距离与标准值的偏差——单轨测量(要求检岀0.5mm磨损)

轨廓扫描

下图为在扫描轨廓时选用双相机和使用3相机时,相机的测量范围,和相机与铁轨相对位置关系示意图,在图示中显示了测量铁轨的某部分需要
的最小的测量范围,在实际应用中可根据此测量范围选用不同型号的3D相机,进行组装测量,以满足不同的测量需求,例如:低速高精度、
中速中精度、高速低精度。

由于用户需求精度从0.05mm-03mm不等故设计计算了如下方案可供用户选择:

选择相机与激光器的夹角是18°是因为,成该角度时Ⅹ向与Z向精度较为接近,在用户有其他要求是可调整该角度;在3相杋选型中当顶部相杋与
两侧相杋选择相同的型号组方案时其精度以及采集频率都以两侧相杋数据为准,即一体式相杋选型中的绿色数据与不同型号搭配的最终数据
一致(除最后一组方案),故未单独列出;

如下表所示:如使用分体式相机进行搭建,2K相机可使用使用25mm镜头。3K相机可使用35mmη镜头。

激光器选型

可使用大于30度扇角,660nm,50mW的激光器。

铁轨轨形轮廓3D检测实验搭建与拼接图如下:

铁轨轨形轮廓3D检测实验搭建与拼接图如下:

轮对在线3D测量系统主要包括以下部分:

轮对测量按列车是否在运行状态分在线测量和离线式测量。运行状态的轮对安装在列车上,为实时监测运行时轮对的技术状态,在线式轮对3D测量是比较好的解决方案。
轮对实验检测、实际部署以及数据重构如下图所示:

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