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Abstract

本发明提供了一种冷藏车车厢强度检测方法，首先将编码光栅图像投影到待测车厢壁面，接着拍摄车厢壁面图像，获得三维点云数据，对车厢充气和卸气，拍摄车厢壁面图像，获得三维点云数据，做偏差处理，得到车厢壁面最大形变位置以及残余变形量。本发明同时提供了一种基于上述冷藏车车厢强度检测方法的冷藏车车厢强度检测系统，包括用于编码光栅图像投影的投影装置、白光扫描仪、气袋、与气袋连通的充气装置，以及与白光扫描仪和充气装置连接的上位机。本发明提供的一种冷藏车车厢强度检测方法及系统，能够一次性对“面”进行扫描处理，减少试验装置，简化试验步骤，并且检测精度不受形变影响。

Description

一种冷藏车车厢强度检测方法及系统
技术领域
本发明涉及一种冷藏车车厢强度检测方法及系统，属于冷藏车检测技术领域。
背景技术
当前，根据GB17953-2013、JT T 389-2010等标准的要求，硬体车厢、保温车厢、冷藏车厢以、侧帘车厢等的厢体强度和机械性能试验一般采用气袋实验方法，即在厢体内部待测量面上通过对气袋充气加压的方法使厢体壁面对产生形变，并对车厢体外表面的残余变形量进行评价。然而由于受压车厢体外表面的形变是大范围且不规则性的，车厢体外表面残余变形量的测量一直是检测过程中的难点问题。
传统的测量方法是在车厢体受压前及受压后，运用平行布置于箱体表面的细线作为参考物，用尺测量参考物与车厢体表面的距离，从而确定残余变形量，此方法虽然操作简单，但存在多个弊端，首先，以尺为测量工具，测量时无法保证尺与参考物之间的严格垂直，且肉眼观察测量结果的精度太低；另外，以线作为参考物会导致参考物本身基准位置的变化而对测量结果产生误差。
目前也存在利用激光测距装置测量车厢体形变的方法，但是由于激光测距装置通常为“点测”方式，需要排布多个激光测距装置对车厢进行检测，并且激光测距装置发射的激光必须严格垂直于车厢壁面，否则形变会造成很大误差；而当车厢形变发生后，激光反射路径变化，难以精确接收，最终导致测量失败。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种冷藏车车厢强度检测方法及系统，能够一次性对“面”进行扫描处理，减少试验装置，简化试验步骤，并且检测精度不受形变影响。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种冷藏车车厢强度检测方法，包括以下步骤：
(1)由投影装置将编码光栅图像投影到待测车厢壁面；
(2)利用正对待测车厢壁面的白光扫描仪拍摄完整的车厢壁面图像，将车厢壁面图像中的光栅条纹数据进行相位计算和三维重构处理，获得车厢形变前的三维点云数据；
(3)对车厢进行充气：在车厢内放置气袋，以均匀的输气速度对气袋充气，使气袋逐渐膨胀，直到气袋对车厢壁面施加的压强达到预设最大值；
(4)对车厢进行卸气：将气袋卸气，卸气完毕后利用白光扫描仪实时拍摄车厢壁面图像，利用白光扫描仪拍摄完整的车厢壁面图像，将车厢壁面图像中的光栅条纹数据进行相位计算和三维重构处理，获得车厢形变后的三维点云数据；
(5)残余变形量计算：利用车厢形变前的三维点云数据拟合平面，将车厢形变后的三维点云数据与该平面做偏差处理，得到车厢壁面最大形变位置以及残余变形量。
步骤(3)中，所述气袋对车厢壁面施加的压强的预设最大值按照以下方式确定：
a、若车厢壁面为车厢前壁，则预设最大值为：
其中，Nq为冷藏车试验荷载，Nq＝0.4G×9.8，G为冷藏车载量，Sq为车厢前壁内表面实验面积，即气袋与车厢前壁内表面接触面积；
b、若车厢壁面为车厢侧壁，则预设最大值为：
其中，Nc为冷藏车试验荷载，Nc＝0.4G×9.8，G为冷藏车载量，Sc为车厢侧壁内表面实验面积，即气袋与车厢侧壁内表面接触面积；
c、若车厢壁面为车厢后壁，则预设最大值为：
其中，Nh为冷藏车试验荷载，Nh＝0.3G×9.8，G为冷藏车载量，Sh为车厢后壁内表面实验面积，即气袋与车厢后壁内表面接触面积。
步骤(3)在充气过程中，利用白光扫描仪实时拍摄车厢壁面图像，并对每一幅图像中的光栅条纹数据进行相位计算和三维重构处理，获得车厢形变过程中的不同时刻的三维点云数据；最终利用不同时刻的三维点云数据与车厢形变前的三维点云数据拟合的平面做偏差处理，获得车厢壁面的过程变形量。
充气前和卸气后，除了用正对待测车厢壁面的白光扫描仪拍摄，还用以车厢壁面法线为对称轴对称的两个与法线呈锐角的白光扫描仪对车厢壁面进行拍摄，分别得到充气前和卸气后具有一定偏向的车厢壁面图像，将具有一定偏向的车厢壁面图像中的光栅条纹数据进行相位计算和三维重构处理，获得车厢形变前后的具有一定偏向的三维点云数据；卸气后，车厢形变前后的具有一定偏向的三维点云数据做偏差处理，用于对残余变形量计算结果进行修正。
步骤(3)所述气袋具有膨胀后在加载方向上至少延伸500mm的能力。
步骤(3)所述气袋距离待测车厢壁面的内表面不大于50mm。
若待测车厢壁面的内表面不平整，则在内表面固定一块厚度≤5mm的复合木板，作为与气袋的接触面。
本发明同时提供了一种基于上述方法的冷藏车车厢强度检测系统，包括用于编码光栅图像投影的投影装置、白光扫描仪、气袋、与气袋连通的充气装置，以及与白光扫描仪和充气装置连接的上位机。
所述白光扫描仪至少包括2台。
本发明基于其技术方案所具有的有益效果在于：
(1)本发明冷藏车车厢强度检测方法及系统能够实现自动化检测车厢强度，避免人工干预造成的误差；
(2)本发明冷藏车车厢强度检测方法及系统采用对整个平面一次性扫描的方式，对扫描获得的图像数据进一步数据化处理，能够最大程度保留最多试验细节，结果准确；
(3)本发明冷藏车车厢强度检测方法及系统减少试验装置，简化试验步骤，并且检测精度不受形变影响。
附图说明
图1是本发明冷藏车车厢强度检测系统的模块示意图。
图2是三维点云数据示意图。
图中：1-白光扫描仪，2-车厢壁面，3-气袋，4-充气装置，5-上位机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种冷藏车车厢强度检测方法，包括以下步骤：
(1)由投影装置将编码光栅图像投影到待测车厢壁面。
(2)利用正对待测车厢壁面的白光扫描仪拍摄完整的车厢壁面图像，将车厢壁面图像中的光栅条纹数据进行相位计算和三维重构处理，获得车厢形变前的三维点云数据，如图2所示。
(3)对车厢进行充气：在车厢内放置气袋，以均匀的输气速度对气袋充气，使气袋逐渐膨胀，直到气袋对车厢壁面施加的压强达到预设最大值；所述气袋对车厢壁面施加的压强的预设最大值按照以下方式确定：
a、若车厢壁面为车厢前壁，则预设最大值为：
其中，Nq为冷藏车试验荷载，Nq＝0.4G×9.8，G为冷藏车载量，Sq为车厢前壁内表面实验面积，即气袋与车厢前壁内表面接触面积；
b、若车厢壁面为车厢侧壁，则预设最大值为：
其中，Nc为冷藏车试验荷载，Nc＝0.4G×9.8，G为冷藏车载量，Sc为车厢侧壁内表面实验面积，即气袋与车厢侧壁内表面接触面积；
c、若车厢壁面为车厢后壁，则预设最大值为：
其中，Nh为冷藏车试验荷载，Nh＝0.3G×9.8，G为冷藏车载量，Sh为车厢后壁内表面实验面积，即气袋与车厢后壁内表面接触面积。
在充气过程中，利用白光扫描仪实时拍摄车厢壁面图像，并对每一幅图像中的光栅条纹数据进行相位计算和三维重构处理，获得车厢形变过程中的不同时刻的三维点云数据；最终利用不同时刻的三维点云数据与车厢形变前的三维点云数据拟合的平面做偏差处理，获得车厢壁面的过程变形量。
充气前和卸气后，除了用正对待测车厢壁面的白光扫描仪拍摄，还用以车厢壁面法线为对称轴对称的两个与法线呈锐角的白光扫描仪对车厢壁面进行拍摄，分别得到充气前和卸气后具有一定偏向的车厢壁面图像，将具有一定偏向的车厢壁面图像中的光栅条纹数据进行相位计算和三维重构处理，获得车厢形变前后的具有一定偏向的三维点云数据；卸气后，车厢形变前后的具有一定偏向的三维点云数据做偏差处理，用于对残余变形量计算结果进行修正。
所述气袋具有膨胀后在加载方向上至少延伸500mm的能力。
所述气袋距离待测车厢壁面的内表面不大于50mm。
若待测车厢壁面的内表面不平整，则在内表面固定一块厚度≤5mm的复合木板，作为与气袋的接触面。
(4)对车厢进行卸气：将气袋卸气，卸气完毕后利用白光扫描仪实时拍摄车厢壁面图像，利用白光扫描仪拍摄完整的车厢壁面图像，将车厢壁面图像中的光栅条纹数据进行相位计算和三维重构处理，获得车厢形变后的三维点云数据。
(5)残余变形量计算：利用车厢形变前的三维点云数据拟合平面，将车厢形变后的三维点云数据与该平面做偏差处理，得到车厢壁面最大形变位置以及残余变形量。
本发明同时提供了一种基于上述方法的冷藏车车厢强度检测系统，参照图1，包括用于编码光栅图像投影的投影装置、白光扫描仪1、位于车厢壁面2后的气袋3、与气袋3连通的充气装置4，以及与白光扫描仪1和充气装置4连接的上位机5。
所述白光扫描仪至少包括2台。
本发明提供的一种冷藏车车厢强度检测方法及系统，能够一次性对“面”进行扫描处理，减少试验装置，简化试验步骤，并且检测精度不受形变影响。

Claims (9)

1.一种冷藏车车厢强度检测方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)由投影装置将编码光栅图像投影到待测车厢壁面；
(2)利用正对待测车厢壁面的白光扫描仪拍摄完整的车厢壁面图像，将车厢壁面图像中的光栅条纹数据进行相位计算和三维重构处理，获得车厢形变前的三维点云数据；
(3)对车厢进行充气：在车厢内放置气袋，以均匀的输气速度对气袋充气，使气袋逐渐膨胀，直到气袋对车厢壁面施加的压强达到预设最大值；
(4)对车厢进行卸气：将气袋卸气，卸气完毕后利用白光扫描仪实时拍摄车厢壁面图像，利用白光扫描仪拍摄完整的车厢壁面图像，将车厢壁面图像中的光栅条纹数据进行相位计算和三维重构处理，获得车厢形变后的三维点云数据；
(5)残余变形量计算：利用车厢形变前的三维点云数据拟合平面，将车厢形变后的三维点云数据与该平面做偏差处理，得到车厢壁面最大形变位置以及残余变形量。
2.根据权利要求1所述的冷藏车车厢强度检测方法，其特征在于：步骤(3)中，所述气袋对车厢壁面施加的压强的预设最大值按照以下方式确定：
a、若车厢壁面为车厢前壁，则预设最大值为：
<mrow> <msub> <mi>F</mi> <mi>q</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>N</mi> <mi>q</mi> </msub> <msub> <mi>S</mi> <mi>q</mi> </msub> </mfrac> </mrow>
其中，Nq为冷藏车试验荷载，Nq＝0.4G×9.8，G为冷藏车载量，Sq为车厢前壁内表面实验面积，即气袋与车厢前壁内表面接触面积；
b、若车厢壁面为车厢侧壁，则预设最大值为：
<mrow> <msub> <mi>F</mi> <mi>c</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>N</mi> <mi>c</mi> </msub> <msub> <mi>S</mi> <mi>c</mi> </msub> </mfrac> </mrow>
其中，Nc为冷藏车试验荷载，Nc＝0.4G×9.8，G为冷藏车载量，Sc为车厢侧壁内表面实验面积，即气袋与车厢侧壁内表面接触面积；
c、若车厢壁面为车厢后壁，则预设最大值为：
<mrow> <msub> <mi>F</mi> <mi>h</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>N</mi> <mi>h</mi> </msub> <msub> <mi>S</mi> <mi>h</mi> </msub> </mfrac> </mrow>
其中，Nh为冷藏车试验荷载，Nh＝0.3G×9.8，G为冷藏车载量，Sh为车厢后壁内表面实验面积，即气袋与车厢后壁内表面接触面积。
3.根据权利要求1所述的冷藏车车厢强度检测方法，其特征在于：步骤(3)在充气过程中，利用白光扫描仪实时拍摄车厢壁面图像，并对每一幅图像中的光栅条纹数据进行相位计算和三维重构处理，获得车厢形变过程中的不同时刻的三维点云数据；最终利用不同时刻的三维点云数据与车厢形变前的三维点云数据拟合的平面做偏差处理，获得车厢壁面的过程变形量。
4.根据权利要求1所述的冷藏车车厢强度检测方法，其特征在于：充气前和卸气后，除了用正对待测车厢壁面的白光扫描仪拍摄，还用以车厢壁面法线为对称轴对称的两个与法线呈锐角的白光扫描仪对车厢壁面进行拍摄，分别得到充气前和卸气后具有一定偏向的车厢壁面图像，将具有一定偏向的车厢壁面图像中的光栅条纹数据进行相位计算和三维重构处理，获得车厢形变前后的具有一定偏向的三维点云数据；卸气后，车厢形变前后的具有一定偏向的三维点云数据做偏差处理，用于对残余变形量计算结果进行修正。
5.根据权利要求1所述的冷藏车车厢强度检测方法，其特征在于：步骤(3)所述气袋具有膨胀后在加载方向上至少延伸500mm的能力。
6.根据权利要求1所述的冷藏车车厢强度检测方法，其特征在于：步骤(3)所述气袋距离待测车厢壁面的内表面不大于50mm。
7.根据权利要求1所述的冷藏车车厢强度检测方法，其特征在于：若待测车厢壁面的内表面不平整，则在内表面固定一块厚度≤5mm的复合木板，作为与气袋的接触面。
8.一种基于权利要求1所述冷藏车车厢强度检测方法的冷藏车车厢强度检测系统，其特征在于：包括用于编码光栅图像投影的投影装置、白光扫描仪、气袋、与气袋连通的充气装置，以及与白光扫描仪和充气装置连接的上位机。
9.根据权利要求8所述的冷藏车车厢强度检测系统，其特征在于：所述白光扫描仪至少包括2台。
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