CN105292182A - 一种基于多种传感器的轮对尺寸在线检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多种传感器的轮对尺寸在线检测方法和装置，该装置包括：轨道内侧沿列车前进方向依次设置的第一电涡流位移传感器、第二电涡流位移传感器、第二激光位移传感器，轨道外侧的第一激光位移传感器与第二激光位移传感器关于轨道对称设置。方法为：两个激光位移传感器探测获取踏面轮廓线，通过提取踏面轮廓线按几何关系计算出轮缘高与轮缘厚；两个电涡流位移传感器用于检测竖直方向上与轮缘顶点的距离，当两个电涡流位移传感器检测到的距离相等时，车轮轮缘顶点圆最低点经过两个电涡流传感器的中间位置，通过提取此时电涡流位移传感器的距离读数，再结合轮缘高计算出车轮直径。本发明成本低、原理简单、实用性强，实现了非接触式的高精度测量。

Description

一种基于多种传感器的轮对尺寸在线检测方法和装置

技术领域

本发明属于交通安全工程技术领域，特别是一种基于多种传感器的轮对尺寸在线检测方法和装置。

背景技术

在整个轨道交通运行系统中，列车轮对作为机车行走的部件，是影响着机车行车安全的一个重要因素。尤其是近年来，列车速度不断提高，车辆运行的安全问题日益突出。车辆在运行中存在着车轮与钢轨之间力的传递，造成车轮踏面的摩擦而磨耗，对车辆的安全性、乘坐的舒适性和运行的平稳性影响很大。当轮对磨耗率超过一定限度时，甚至会引起脱轨等行车安全事故。因此，对车轮踏面摩擦情况和磨耗量需要进行定期的检测，判断是否需要对车轮进行镟削，以及对车轮相关数据的跟踪和分析。

目前，国内外轨道交通的相关部门在大力研究发展动态在线检测技术和系统。国外轮对尺寸的在线检测技术与应用已经较为成熟，但由于设备规模大、安装基础要求高、价格昂贵，导致国外的系统不适合国内地铁公司的实际情况。对于国内轮对尺寸的在线检测技术，曹贺等人采用基于CCD图像测量技术进行测量，该方法在价格上相比国外有优势，但系统结构布置较为复杂，且容易受外界的干扰；中国专利CN103322936(轮对尺寸在线监测方法，申请号201310256167.X，申请日：2013-06-24)公开了一种轮对尺寸在线检测方法，该方法采用四组激光位移传感器对轮缘高、轮缘厚、轮径等尺寸进行检测，这种检测方法成本过高；中国专利CN103693073A(一种非接触式车轮直径动态测量装置及其测量方法，申请号201410005647.3，申请日：2014-01-06)公开了一种车轮直径动态测量装置及其测量方法，该方法用两个涡流传感器和一个激光位移传感器对车轮直径进行检测，其中两个涡流传感器仅实现车轮的定位，在车轮直径的计算中没有涉及到涡流传感器测量的距离读数，且仅用一个激光位移传感器测量踏面对应滚动圆上一点的距离，这种检测方法在车轮滚动的过程中测量不稳定，会降低测量精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、原理简单、实用性强的基于多传感器的轮对尺寸在线检测方法和装置，并能够进行非接触式的高精度测量。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种基于多种传感器的轮对尺寸在线检测方法，包括以下步骤：

步骤1，布设传感器：轨道外侧的第一激光位移传感器S1和轨道内侧的第二激光位移传感器S2相对于二者之间的轨道镜像对称设置，第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2沿列车前进方向设置于轨道内侧且均位于轮缘顶点正下方，列车前进方向依次经过第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2、第二激光位移传感器S2；

步骤2，坐标变换、数据融合：第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2同时探测车轮输出探测点坐标后，通过坐标变换和坐标平移将第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2同一时刻的输出点融合到同一坐标系上，融合后的点即为踏面轮廓线上的离散点，根据踏面轮廓外形几何关系计算出轮缘高h、轮缘厚d；

步骤3，提取轮缘顶点圆周上两对称点的坐标：当车轮通过第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2检测到的距离相等时，车轮轮缘顶点圆最低点经过该两个电涡流位移传感器的中间位置，提取此时第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2的探测数据，由该探测数据得到轮缘顶点圆上两对称点的坐标；

步骤4，提取轮缘顶点圆周的最低点坐标：根据轮缘高、第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2三者与滚动圆最低点的几何位置关系确定轮缘顶点圆周上的最低点坐标；

步骤5，计算车轮直径：根据步骤3得到的轮缘顶点圆上两对称点的坐标和步骤4得到的轮缘顶点圆周上的最低点坐标，计算轮缘顶点圆的直径，该直径减去两倍的轮缘高h即为该车轮直径D。

一种基于多种传感器的轮对尺寸在线检测装置，包括第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2、第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2，其中轨道外侧的第一激光位移传感器S1和轨道内侧的第二激光位移传感器S2相对于二者之间的轨道镜像对称设置，其中第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2至二者之间轨道的垂直距离分别为l₁、l₂，第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2与铅垂线的夹角分别为β₁、β₂，第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2与沿该轨道方向的直线的夹角分别为α₁、α₂，其中l₁与l₂相等，β₁与β₂相等，α₁与α₂相等；第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2沿列车前进方向设置于轨道内侧且均位于轮缘顶点正下方，所述第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2之间的距离为L₁，第二电涡流位移传感器P2与第二激光位移传感器S2之间的距离为L₂；列车前进方向依次经过第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2、第二激光位移传感器S2。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)测量装置仅需两组激光位移传感器和两个电涡流位移传感器即可实现轮缘高、轮缘厚、轮径等轮对尺寸的检测，成本低且测量原理简单；(2)在线非接触式测量，大大提高了检测效率和精度，为实现轮对尺寸在线测量提供了一种有效的解决方案。

附图说明

图1是本发明基于多种传感器的轮对尺寸在线检测装置的结构示意图。

图2是本发明两个激光位移传感器与车轮之间的安装角度β₁、β₂的示意图。

图3是本发明本发明两个激光位移传感器与车轮之间的安装角度α₁、α₂的示意图。

图4是本发明中经坐标变换、数据融合后的踏面数据点。

图5是本发明中车轮直径在线检测装置的工作原理示意图。

具体实施方式

本发明是基于多种传感器的轮对尺寸在线检测系统，首先通过激光位移传感器得出轮缘高和轮缘厚，再配合两个电涡流位移传感器根据几何关系得出车轮直径。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为基于多种传感器的轮对尺寸在线检测装置的设备布设图。结合图1，本发明基于多种传感器的轮对尺寸在线检测装置，包括第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2、第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2，其中轨道外侧的第一激光位移传感器S1和轨道内侧的第二激光位移传感器S2相对于二者之间的轨道镜像对称设置，其中第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2至二者之间轨道的垂直距离分别为l₁、l₂，第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2与铅垂线的夹角分别为β₁、β₂，第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2与沿该轨道方向的直线的夹角分别为α₁、α₂，其中l₁与l₂相等，如图2所示β₁与β₂相等，如图3所示α₁与α₂相等；第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2沿列车前进方向设置于轨道内侧且均位于轮缘顶点正下方，所述第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2之间的距离为L₁，第二电涡流位移传感器P2与第二激光位移传感器S2之间的距离为L₂；列车前进方向依次经过第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2、第二激光位移传感器S2。

所述第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2均采用基于三角测量原理的2D激光位移传感器，其中l₁、l₂的范围均为100mm～450mm；β₁、β₂的范围均为25°～65°；α₁、α₂的范围均为15°～65°；L₁的范围为150mm～200mm；L₂的范围为300mm～500mm。

结合图2～4，本发明基于多种传感器的轮对尺寸在线检测方法，包括以下步骤：

步骤1，布设传感器：轨道外侧的第一激光位移传感器S1和轨道内侧的第二激光位移传感器S2相对于二者之间的轨道镜像对称设置，第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2沿列车前进方向设置于轨道内侧且均位于轮缘顶点正下方，列车前进方向依次经过第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2、第二激光位移传感器S2。

步骤2，坐标变换、数据融合：第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2同时探测车轮输出探测点坐标后，通过坐标变换和坐标平移将第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2同一时刻的输出点融合到同一坐标系上，融合后的点即为踏面轮廓线上的离散点如图4所示，根据踏面轮廓外形几何关系计算出轮缘高h、轮缘厚d；具体步骤如下：

(2.1)第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2同时探测车轮输出探测点坐标，所述探测点坐标以激光发射方向的中心线为y轴，垂直于激光发射方向的中心线为x轴，激光源为坐标原点；

(2.2)对轨道外侧的第一激光位移传感器S1输出的二维坐标值(x_n ⁽¹⁾,y_n ⁽¹⁾)根据以下公式进行坐标变换得(u_n ⁽¹⁾,v_n ⁽¹⁾)：

${u_n}^{\left(1\right)}=x_n^{\left(1\right)}{\mathrm{cos\β}}_1+y_n^{\left(1\right)}{\mathrm{sin\β}}_1$

${v_n}^{\left(1\right)}=y_n^{\left(1\right)}{\mathrm{cos\β}}_1-x_n^{\left(1\right)}{\mathrm{sin\β}}_1$

对轨道内侧的第二激光位移传感器S2输出的二维坐标值(x_n ⁽²⁾,y_n ⁽²⁾)根据以下公式进行坐标变换得(u_n ⁽²⁾,v_n ⁽²⁾)：

${u_n}^{\left(2\right)}=x_n^{\left(2\right)}{\mathrm{cos\β}}_2-y_n^{\left(2\right)}{\mathrm{sin\β}}_2$

${v_n}^{\left(2\right)}=x_n^{\left(2\right)}{\mathrm{sin\β}}_2+y_n^{\left(2\right)}{\mathrm{cos\β}}_2$

其中，β₁为第一激光位移传感器S1、与铅垂线的夹角，β₂为第二激光位移传感器S2与铅垂线的夹角，(u_n ⁽¹⁾,v_n ⁽¹⁾)、(u_n ⁽²⁾,v_n ⁽²⁾)为原始坐标进行变换后所得坐标系内的坐标值；

(2.3)根据以下公式，将坐标变换后的两组数据进行融合：

u_n ⁽⁰⁾＝u_n ⁽¹⁾+au_n ⁽⁰⁾＝u_n ⁽²⁾

v_n ⁽⁰⁾＝v_n ⁽¹⁾+bv_n ⁽⁰⁾＝v_n ⁽²⁾

其中(a,b)为第一激光位移传感器S1的原始坐标原点在第二激光位移传感器S2坐标变换后的坐标系中的坐标值，(u_n ⁽⁰⁾,v_n ⁽⁰⁾)为(x_n ⁽¹⁾,y_n ⁽¹⁾)、(x_n ⁽²⁾,y_n ⁽²⁾)在融合坐标系中的坐标值；

根据轮对尺寸的定义，由融合后的踏面轮廓离散点得到轮缘高h、轮缘厚d。

步骤3，提取轮缘顶点圆周上两对称点的坐标：当车轮通过第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2检测到的距离相等时，车轮轮缘顶点圆最低点经过该两个电涡流位移传感器的中间位置，提取此时第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2的探测数据，由该探测数据得到轮缘顶点圆上两对称点的坐标；

结合图5，所述提取轮缘顶点圆周上两对称点的坐标，该两对称点的坐标是以第二电涡流位移传感器P2为坐标原点，以第二电涡流位移传感器P2的竖直方向为y轴，过第一电涡流位移传感器P1和第二电涡流位移传感器P2的直线为x轴，设当车轮通过第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2检测到的距离相等时，第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2探测数据均为l，则轮缘顶点圆周上该两对称点的坐标分别为A(0，l)，B(L₁，l)。

步骤4，提取轮缘顶点圆周的最低点坐标：根据轮缘高、第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2三者与滚动圆最低点的几何位置关系确定轮缘顶点圆周上的最低点坐标；即根据步骤2得到的轮缘高h，记第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2与滚动圆最低点的垂直距离均为H，则轮缘顶点圆上最低点坐标为C(L₁/2，H-h)。

步骤5，计算车轮直径：根据步骤3得到的轮缘顶点圆上两对称点的坐标和步骤4得到的轮缘顶点圆周上的最低点坐标，计算轮缘顶点圆的直径，该直径减去两倍的轮缘高h即为该车轮直径D，具体步骤为：

(5.1)计算轮缘顶点圆直径D_r，公式如下：

$D_r=\frac{L_1^2}{4(l+h-H)}+l+h-H$

(5.2)用轮缘顶点圆的直径减去两倍的轮缘高即为该车轮的直径D：

D＝D_r-2h

其中，为L₁为第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2之间的距离；l为当车轮通过第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2检测到的距离相等时的探测数据；H为第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2与滚动圆最低点的垂直距离；h为轮缘高。

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

结合图1～3，第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2与轨道的垂直安装距离均为300mm，与铅垂线的夹角均为45°，即β₁、β₂为45°，与沿轨道方向的直线的夹角均为45°，即α₁、α₂为45°；两个电涡流传感器P1和P2的水平安装距离为170mm，即L₁为170mm，P2与S2的水平安装距离为460mm，即L₂为460mm。两个激光位移传感器同步采集数据，采样周期为20ms；第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2同步采集数据，采样周期为20ms。

车轮通过检测系统，第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2共输出7组(t₁,t₂...,t₇)有效数据，将每个时刻内的探测点坐标值按下式进行坐标变换：

第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2经坐标变换后的点按下式进行数据融合：

u_n ⁽⁰⁾＝u_n ⁽¹⁾-600u_n ⁽⁰⁾＝u_n ⁽²⁾

v_n ⁽⁰⁾＝v_n ⁽¹⁾+32v_n ⁽⁰⁾＝v_n ⁽²⁾

图4为t₄时刻第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2经坐标变换和数据融合后的数据点，根据融合后的踏面数据点及踏面轮廓几何关系算出每个时刻数据融合后的轮缘高及轮缘厚，结果如下表所示：

取7组计算结果的平均值，则轮缘高为28.44mm，轮缘厚为31.46mm。

图5中的坐标系是以第二电涡流位移传感器P2为坐标原点，以第二电涡流位移传感器P2的竖直方向为y轴，过第一电涡流位移传感器P1和第二电涡流位移传感器P2的直线为x轴建立的坐标系。

当车轮通过第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2，且检测到的距离相等时读数为12.74mm，即l为12.74，则轮缘顶点上两对称点的坐标为A(0,12.74)，B(170,12.74)；测得涡流传感器与滚动圆最低点的距离为33mm，即H为33mm，又由上述得轮缘高h为28.44mm，则轮缘最低点的坐标为C(85,4.56)。

根据车轮直径计算公式可得轮缘顶点圆的直径为：

$D_r=\frac{L_1^2}{4(l+h-H)}+l+h-H=\frac{{170}^2}{4\×(12.74+28.44-33)}+12.74+28.44-33=891.43mm$

再用轮缘顶点圆的直径减去两倍的轮缘高即为该车轮的直径D：

D＝D_r-2h＝891.43-2×28.44＝834.55mm

因此，该车轮系统测量的轮缘厚为31.46mm，轮缘高为28.44，轮径为834.55mm，根据人工测量该车轮的实际轮缘厚为31.5mm，轮缘高为28.3mm，轮径为834.7mm，可见该方法满足现场实际测量要求。

综上所述，本发明通过两组激光位移传感器和两个电涡流位移传感器配合工作，实现了轮缘高、轮缘厚、轮径等轮对尺寸的非接触式在线检测，从而大大降低了系统成本。

Claims (8)

1.一种基于多种传感器的轮对尺寸在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，布设传感器：轨道外侧的第一激光位移传感器S1和轨道内侧的第二激光位移传感器S2相对于二者之间的轨道镜像对称设置，第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2沿列车前进方向设置于轨道内侧且均位于轮缘顶点正下方，列车前进方向依次经过第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2、第二激光位移传感器S2；

步骤2，坐标变换、数据融合：第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2同时探测车轮输出探测点坐标后，通过坐标变换和坐标平移将第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2同一时刻的输出点融合到同一坐标系上，融合后的点即为踏面轮廓线上的离散点，根据踏面轮廓外形几何关系计算出轮缘高h、轮缘厚d；

步骤3，提取轮缘顶点圆周上两对称点的坐标：当车轮通过第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2检测到的距离相等时，车轮轮缘顶点圆最低点经过该两个电涡流位移传感器的中间位置，提取此时第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2的探测数据，由该探测数据得到轮缘顶点圆上两对称点的坐标；

步骤4，提取轮缘顶点圆周的最低点坐标：根据轮缘高、第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2三者与滚动圆最低点的几何位置关系确定轮缘顶点圆周上的最低点坐标；

步骤5，计算车轮直径：根据步骤3得到的轮缘顶点圆上两对称点的坐标和步骤4得到的轮缘顶点圆周上的最低点坐标，计算轮缘顶点圆的直径，该直径减去两倍的轮缘高h即为该车轮直径D。

2.根据权利要求1所述的基于多种传感器的轮对尺寸在线检测方法，其特征在于，步骤1所述第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2均采用基于三角测量原理的2D激光位移传感器，其中第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2至二者之间轨道的垂直距离分别为l₁、l₂，范围均为100mm～450mm；第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2与铅垂线的夹角分别为β₁、β₂，范围均为25°～65°；第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2与沿该轨道方向的直线的夹角分别为α₁、α₂，范围均为15°～65°；其中l₁与l₂相等，β₁与β₂相等，α₁与α₂相等；

所述第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2之间的距离为L₁，L₁的范围为150mm～200mm；第二电涡流位移传感器P2与第二激光位移传感器S2之间的距离为L₂，L₂的范围为300mm～500mm。

3.根据权利要求1所述的基于多种传感器的轮对尺寸在线检测方法，其特征在于，步骤2所述坐标变换、数据融合的具体步骤如下：

(2.1)第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2同时探测车轮输出探测点坐标，所述探测点坐标以激光发射方向的中心线为y轴，垂直于激光发射方向的中心线为x轴，激光源为坐标原点；

(2.2)对轨道外侧的第一激光位移传感器S1输出的二维坐标值(x_n ⁽¹⁾,y_n ⁽¹⁾)根据以下公式进行坐标变换得(u_n ⁽¹⁾,v_n ⁽¹⁾)：

${u_n}^{\left(1\right)}={x_n}^{\left(1\right)}{\mathrm{cos\β}}_1+y_n^{\left(1\right)}{\mathrm{sin\β}}_1$

${v_n}^{\left(1\right)}=y_n^{\left(1\right)}{\mathrm{cos\β}}_1-x_n^{\left(1\right)}{\mathrm{sin\β}}_1$

对轨道内侧的第二激光位移传感器S2输出的二维坐标值(x_n ⁽²⁾,y_n ⁽²⁾)根据以下公式进行坐标变换得(u_n ⁽²⁾,v_n ⁽²⁾)：

${u_n}^{\left(2\right)}=x_n^{\left(2\right)}{\mathrm{cos\β}}_2-y_n^{\left(2\right)}{\mathrm{sin\β}}_2$

${v_n}^{\left(2\right)}=x_n^{\left(2\right)}{\mathrm{sin\β}}_2+y_n^{\left(2\right)}{\mathrm{cos\β}}_2$

其中，β₁为第一激光位移传感器S1与铅垂线的夹角，β₂为第二激光位移传感器S2与铅垂线的夹角，(u_n ⁽¹⁾,v_n ⁽¹⁾)、(u_n ⁽²⁾,v_n ⁽²⁾)为原始坐标进行变换后所得坐标系内的坐标值；

(2.3)根据以下公式，将坐标变换后的两组数据进行融合：

u_n ⁽⁰⁾＝u_n ⁽¹⁾+au_n ⁽⁰⁾＝u_n ⁽²⁾

v_n ⁽⁰⁾＝v_n ⁽¹⁾+bv_n ⁽⁰⁾＝v_n ⁽²⁾

其中(a,b)为第一激光位移传感器S1的原始坐标原点在第二激光位移传感器S2坐标变换后的坐标系中的坐标值，(u_n ⁽⁰⁾,v_n ⁽⁰⁾)为(x_n ⁽¹⁾,y_n ⁽¹⁾)、(x_n ⁽²⁾,y_n ⁽²⁾)在融合坐标系中的坐标值；

根据轮对尺寸的定义，由融合后的踏面轮廓离散点得到轮缘高h、轮缘厚d。

4.根据权利要求1所述的基于多种传感器的轮对尺寸在线检测方法，其特征在于，步骤3所述提取轮缘顶点圆周上两对称点的坐标，该两对称点的坐标是以第二电涡流位移传感器P2为坐标原点，以第二电涡流位移传感器P2的竖直方向为y轴，过第一电涡流位移传感器P1和第二电涡流位移传感器P2的直线为x轴，设当车轮通过第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2检测到的距离相等时，第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2探测数据均为l，则轮缘顶点圆周上该两对称点的坐标分别为A(0，l)，B(L₁，l)。

5.根据权利要求1所述的基于多种传感器的轮对尺寸在线检测方法，其特征在于，步骤4所述提取轮缘顶点圆周的最低点坐标，即根据步骤2得到的轮缘高h，记第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2与滚动圆最低点的垂直距离均为H，则轮缘顶点圆上最低点坐标为C(L₁/2，H-h)。

6.根据权利要求1所述的基于多种传感器的轮对尺寸在线检测方法，其特征在于，步骤5所述的计算车轮直径，具体步骤为：

(5.1)计算轮缘顶点圆直径D_r，公式如下：

$D_r=\frac{L_1^2}{4(l+h-H)}+l+h-H$

(5.2)用轮缘顶点圆的直径减去两倍的轮缘高即为该车轮的直径D：

D＝D_r-2h

其中，为L₁为第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2之间的距离；l为当车轮通过第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2检测到的距离相等时的探测数据；H为第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2与滚动圆最低点的垂直距离；h为轮缘高。

7.一种基于多种传感器的轮对尺寸在线检测装置，其特征在于，包括第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2、第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2，其中轨道外侧的第一激光位移传感器S1和轨道内侧的第二激光位移传感器S2相对于二者之间的轨道镜像对称设置，其中第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2至二者之间轨道的垂直距离分别为l₁、l₂，第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2与铅垂线的夹角分别为β₁、β₂，第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2与沿该轨道方向的直线的夹角分别为α₁、α₂，其中l₁与l₂相等，β₁与β₂相等，α₁与α₂相等；第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2沿列车前进方向设置于轨道内侧且均位于轮缘顶点正下方，所述第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2之间的距离为L₁，第二电涡流位移传感器P2与第二激光位移传感器S2之间的距离为L₂；列车前进方向依次经过第一电涡流位移传感器P1、第二电涡流位移传感器P2、第二激光位移传感器S2。

8.根据权利要求7所述的基于多种传感器的轮对尺寸在线检测装置，其特征在于，所述第一激光位移传感器S1、第二激光位移传感器S2均采用基于三角测量原理的2D激光位移传感器，其中l₁、l₂的范围均为100mm～450mm；β₁、β₂的范围均为25°～65°；α₁、α₂的范围均为15°～65°；L₁的范围为150mm～200mm；L₂的范围为300mm～500mm。