RU2008117999A - Способ бесконтактного динамического определения профиля твердого тела - Google Patents

Способ бесконтактного динамического определения профиля твердого тела Download PDF

Info

Publication number
RU2008117999A
RU2008117999A RU2008117999/28A RU2008117999A RU2008117999A RU 2008117999 A RU2008117999 A RU 2008117999A RU 2008117999/28 A RU2008117999/28 A RU 2008117999/28A RU 2008117999 A RU2008117999 A RU 2008117999A RU 2008117999 A RU2008117999 A RU 2008117999A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solid
light
profilogram
measured values
profile
Prior art date
Application number
RU2008117999/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Манфред ХОФФМАН (DE)
Манфред ХОФФМАН
Михель Й. ВАЛЬТЕР (DE)
Михель Й. Вальтер
Дитер ХОФФМАН (DE)
Дитер ХОФФМАН
Андреас БРИНКМАНН (DE)
Андреас Бринкманн
Original Assignee
Гутехоффнунгсхютте Радзатц Гмбх (De)
Гутехоффнунгсхютте Радзатц Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US11/256,284 external-priority patent/US7602506B2/en
Application filed by Гутехоффнунгсхютте Радзатц Гмбх (De), Гутехоффнунгсхютте Радзатц Гмбх filed Critical Гутехоффнунгсхютте Радзатц Гмбх (De)
Publication of RU2008117999A publication Critical patent/RU2008117999A/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/12—Measuring or surveying wheel-rims
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2518—Projection by scanning of the object
    • G01B11/2522—Projection by scanning of the object the position of the object changing and being recorded

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

1. Способ бесконтактного динамического определения профиля (Р) твердого тела (1, 1a), в частности с целью определения возникшего на твердом теле (1, 1a) износа, при котором, по меньшей мере, один созданный лазерным устройством (2), расширенный, по меньшей мере, в одну линейную световую полосу (3, 3а, 3b, 3с, 3c1, 3с2, 3с3) световой луч проецируют, по меньшей мере, на один участок поверхности твердого тела (1, 1a), при этом твердое тело (1, 1a) движется мимо лазерного устройства (2), отраженный от участка поверхности твердого тела (1, 1a) свет (RL) фокусируют в отображающем устройстве (5), оптическая ось (А-А) которого находится под постоянным триангуляционным углом (φ) к направлению (O-O) проекции лазерного устройства (2) и расположена на постоянном базовом расстоянии (В) от лазерного устройства (2), и регистрируют с высокой по сравнению со скоростью (v) движения твердого тела (1, 1a) частотой (f) посредством поверхностного светоприемного элемента (6), после чего по поданным светоприемным элементом (6) сигналам в зависимости от триангуляционного угла (φ) и базового расстояния (В) в устройстве обработки данных посредством тригонометрических отношений и при связи с определенными в соответствии со скоростью (v) движения твердого тела (1, 1a) корректировочными значениями (Kv) получают измеренные значения (zв) профиля (Р) и хранят в устройстве обработки данных в виде профилограммы (PG), причем определение съемки (106А, 106В, 106С) изображений, для которой поданные светоприемным элементом (6) сигналы выбирают для получения измеренных значений (zв) профиля (Р), осуществляют в съемочной петле (100). ! 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеренные значения (zв) профиля (Р) получают при с

Claims (37)

1. Способ бесконтактного динамического определения профиля (Р) твердого тела (1, 1a), в частности с целью определения возникшего на твердом теле (1, 1a) износа, при котором, по меньшей мере, один созданный лазерным устройством (2), расширенный, по меньшей мере, в одну линейную световую полосу (3, 3а, 3b, 3с, 3c1, 3с2, 3с3) световой луч проецируют, по меньшей мере, на один участок поверхности твердого тела (1, 1a), при этом твердое тело (1, 1a) движется мимо лазерного устройства (2), отраженный от участка поверхности твердого тела (1, 1a) свет (RL) фокусируют в отображающем устройстве (5), оптическая ось (А-А) которого находится под постоянным триангуляционным углом (φ) к направлению (O-O) проекции лазерного устройства (2) и расположена на постоянном базовом расстоянии (В) от лазерного устройства (2), и регистрируют с высокой по сравнению со скоростью (v) движения твердого тела (1, 1a) частотой (f) посредством поверхностного светоприемного элемента (6), после чего по поданным светоприемным элементом (6) сигналам в зависимости от триангуляционного угла (φ) и базового расстояния (В) в устройстве обработки данных посредством тригонометрических отношений и при связи с определенными в соответствии со скоростью (v) движения твердого тела (1, 1a) корректировочными значениями (Kv) получают измеренные значения (zв) профиля (Р) и хранят в устройстве обработки данных в виде профилограммы (PG), причем определение съемки (106А, 106В, 106С) изображений, для которой поданные светоприемным элементом (6) сигналы выбирают для получения измеренных значений (zв) профиля (Р), осуществляют в съемочной петле (100).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеренные значения (zв) профиля (Р) получают при связи с корректировочными значениями (Kv), определенными в соответствии со скоростью (v) движения твердого тела (1, 1a).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеренные значения (zв) профиля (Р) получают при связи с корректировочными значениями (Ко), определенными в соответствии с участком поверхности твердого тела (1, 1a).
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердое тело (1, 1a) представляет собой, в основном, вращательно-симметричное тело, в частности колесо (1а) транспортного средства, и совершает движение качения.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что вращательное движение происходит с постоянной угловой скоростью (ω).
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что угловая скорость (ω) вращательного движения твердого тела (1, 1a) составляет менее 15 с-1, преимущественно менее 6 с-1.
7. Способ по п.3, отличающийся тем, что определенные в соответствии с участком поверхности твердого тела (1, 1a) корректировочные значения (Ко) представляют собой векторные, определенные в зависимости от радиуса (R) вращательно-симметричного тела коэффициенты и/или слагаемые.
8. Способ по п.2, отличающийся тем, что определенные в соответствии со скоростью (v, ω) движения твердого тела (1, 1a) корректировочные значения (Kv) представляют собой векторные, пропорциональные скорости (v, ω) движения коэффициенты и/или слагаемые.
9. Способ по п.2, отличающийся тем, что для определения полученных в соответствии со скоростью (v, ω) движения корректировочных значений (Kv) осуществляют коррелятивную связь скорости (v, ω) движения с частотой (f) регистрации отраженного света (RL).
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что несколько профилограмм (PG) определяют в виде частичных профилограмм (PGa, PGb, PGc) с использованием, по меньшей мере, трех лазерных устройств (2), проецирующих световые полосы (3, 3а, 3b, 3с, 3c1, 3с2, 3с3) на лежащие с разных сторон поверхности твердого тела (1, 1a) участки, и приданных им отображающих устройств (5), частичные профилограммы (PGa, РСb, PGc) хранят в устройстве обработки данных и из них получают общую профилограмму (GPG).
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что у твердого тела (1, 1a), в основном, цилиндрической или кольцеобразной основной формы, такого как колесо (1а) транспортного средства, по меньшей мере, три участка, на которые проецируют световые полосы (3, 3а, 3b, 3с, 3c1, 3с2, 3с3), лежат на обоих основаниях (D1, D2) и на боковой поверхности (М) цилиндра или кольца.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что общую профилограмму (GPG) катящегося твердого тела (1, 1a) получают из трех частичных профилограмм (PGa, РСb, PGc), определенных на обоих основаниях (D1, D2) и на боковой поверхности (М) одновременно в один момент (tk) определения, причем момент (tk) определения отдельных частичных профилограмм (PGa, РСb, PGc) выбирают таким образом, что полученное в этот момент (tk) измеренное значение (zk) из, по меньшей мере, трех лежащих на дуге окружности с радиусом (R) на одном из оснований (D1, D2), определенных в последовательные моменты (t1, t2, t3) и однонаправленно из соответствующей длины линейной световой полосы (3, 3а, 3b, 3с, 3c1, 3с2, 3с3) измеренных значений (z1, z2, z3), которые соответствуют каждая половине длины хорды (sl1, sl2, sl3) через дугу окружности, принимает максимум.
13. Способ по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что профилограмму (PG), частичные профилограммы (PGa, РСb, PGc) и/или общую профилограмму (GPG) сравнивают с одной или несколькими эталонными профилограммами (ВР1, ВР2) и устанавливают соответствующие отклонения (ΔРС) от данной эталонной профилограммы (ВР1, ВР2).
14. Способ по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что профилограмму (PG), частичные профилограммы (PGa, РСb, PGc), общую профилограмму (GPG), соответствующую эталонную профилограмму (ВР1, ВР2) и/или соответствующие отклонения (ΔРС) относят к постоянной, длительное время неизменной геометрической базовой величине, такой как неизнашивающийся внутренний диаметр (2·R) обода колеса.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что базовую величину определяют, по меньшей мере, по трем измеренным значениям, определяемым посредством бесконтактных динамических измерений на подвижном твердом теле (1, 1a), которые проводят таким же образом, что и определение профилограммы (PG) или частичных профилограмм (PGa, РСb, PGc).
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что бесконтактные динамические измерения на подвижном твердом теле (1, 1a) проводят в заданные интервалы (Δt) времени, по меньшей мере, в три момента (t1, t2, t3) посредством единственного, расширенного в линейную световую полосу (3, 3а, 3b, 3с, 3c1, 3с2, 3с3) светового луча.
17. Способ по п.15, отличающийся тем, что бесконтактные динамические измерения на подвижном твердом теле (1, 1a) проводят одновременно посредством, по меньшей мере, трех, расширенных каждый в линейную световую полосу (3, 3а, 3b, 3с, 3c1, 3с2, 3с3) световых лучей при заданном расстоянии (N1, N2) между участками поверхности твердого тела (1, 1a), на которые проецируют световые полосы (3, 3а, 3b, 3с, 3c1, 3с2, 3с3).
18. Способ по п.14, отличающийся тем, что базовая величина представляет собой радиус (R) катящегося вращательно-симметричного тела, который определяют с помощью следующей системы уравнений:
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
причем z1, z2, z3 обозначают три лежащих на дуге окружности с радиусом (R), определенных соответственно однонаправленно, соответствующих ординате (z) декартовой системы координат измеренных значения длины линейной световой полосы (3, 3а, 3b, 3с, 3c1, 3с2, 3с3), которые соответствуют каждое половине длины хорды (sl1, sl2, sl3) через дугу окружности, x1, x2, x3 обозначают соответствующие этим измеренным значениям значения (x) абсциссы, a k обозначает коэффициент, соответствующий заданным интервалам (Δt) времени или расстояниям (N1, N2) между участками поверхности твердого тела (1, 1a).
19. Способ по п.13, отличающийся тем, что профилограмму (PG), частичные профилограммы (PGa, PGb, PGc), общую профилограмму (GPG), соответствующую эталонную профилограмму (ВР1, ВР2) и/или соответствующие отклонения (APG) визуализируют в устройстве индикации, таком как дисплей.
20. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве светоприемного элемента используют устройство, формирующее оцифрованные сигналы, такое как ПЗС-камера с триггерным управлением.
21. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве светоприемного элемента используют позиционно-чувствительный детектор, такой как фотодиодная матрица.
22. Способ по п.1, отличающийся тем, что световая полоса (3, 3а, 3b, 3с, 3c1, 3с2, 3с3) имеет ширину (b) в диапазоне 0,3-6,5 мм, в частности в диапазоне 0,8-2,2 мм.
23. Способ по п.1, отличающийся тем, что световая полоса (3, 3а, 3b, 3с, 3c1, 3с2, 3с3) имеет длину (LB) в диапазоне 50-750 мм, в частности в диапазоне 200-400 мм.
24. Способ по п.1, отличающийся тем, что триангуляционный угол (φ) имеет значения в диапазоне 15-40°, в частности в диапазоне 20-30°.
25. Способ по п.1, отличающийся тем, что частота (f), с которой регистрируют отраженный от поверхности твердого тела (1, 1a) свет (RL), лежит в диапазоне 25 Гц - 100 кГц, преимущественно в диапазоне 1-10 кГц.
26. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость (v) поступательного движения твердого тела составляет менее 3,5 м/с, преимущественно менее 1,5 м/с.
27. Способ по п.1, отличающийся тем, что среднее рабочее расстояние (L) лазерного устройства (2) и/или отображающего устройства (5) от участка поверхности твердого тела (1, 1a), на которую проецируют световую полосу (3, 3а, 3b, 3с, 3c1, 3с2, 3с3), лежит в диапазоне 20-650 мм, в частности в диапазоне 150-350 мм.
28. Способ по п.1, отличающийся тем, что базовое расстояние (В) между отображающим устройством (5), в частности, центром фокусирующей линзы (4) отображающего устройства (5), и оптической осью (O-O) лазерного устройства лежит в диапазоне 30-450 мм, в частности в диапазоне 60-270 мм.
29. Способ по п.13, отличающийся тем, что для профилограммы (PG), частичных профилограмм (PGa, РСb, PGc), общей профилограммы (GPG), соответствующей эталонной профилограммы (BP1, BP2) и/или соответствующих отклонений (ΔPG) в основу кладут разрешение (dz2) менее 2,0 мм, в частности менее 0,5 мм.
30. Способ по п.1, отличающийся тем, что для реализации съемочной петли (100) в находящийся на пути (9) испытательный стенд (8) встроен аппаратный компонент.
31. Способ по п.1, отличающийся тем, что съемочную петлю (100) реализуют в клиенте клиентско-серверной схемы с пространственно удаленным сервером, причем процессы (95) запуска системы, такие как управление семафором для рельсового транспортного средства (10), активирование триггера для съемки (106А, 106В, 106С) изображения и/или включение лазерного устройства (2), инициируют по запросу (90) сервера.
32. Способ по п.1, отличающийся тем, что в съемочной петле (100) посредством датчика (101, 6) расстояния до лазера после кондиционирования (102) сигнала формируют сигнал, в частности сигнал (103) расстояния, из которого посредством обработки (104) сигнала получают инициаторы (105А, 105В, 105С) для съемки (106А, 106В, 106С) изображения.
33. Способ по п.32, отличающийся тем, что за счет обработки (104) сигнала между сигналом (103) расстояния и инициаторами (105А, 105В, 105С) для съемки (106А, 106В, 106С) изображения посредством программируемого устройства (PLD), позволяющего конфигурировать различные, основанные на времени логические последовательности, создают заданные логические и временные связи.
34. Способ по п.1, отличающийся тем, что за счет съемки (106А, 106В, 106С) изображения создают матрицы (107А, 107В, 107С) изображений, которые временно хранят в работающей преимущественно циклически, последовательной памяти изображений светоприемного элемента (6).
35. Способ по п.34, отличающийся тем, что из матриц (107А, 107В, 107С) изображений, в частности в зависимости от скорости (v) твердого тела (1, 1a), осуществляют выбор (IS) изображения матрицы (107), представляющей измеренные значения (zв) профиля (Р).
36. Способ по п.31, отличающийся тем, что после получения измеренных значений
(zв) профиля (Р), в частности после прекращения (112) съемки изображения, измеренные значения (zв), в частности хранящиеся данные (108) изображений, предпочтительно вместе с соответствующими значениями расстояния от лазерного устройства (2), места измерения в соответствии с использованной световой полосой (3c1, 3с2, 3с3) и/или времени (t1, t2, t3) съемки (106А, 106В, 106С) изображения посылают (113) на сервер.
37. Способ по п.1, отличающийся тем, что съемочная петля (100) содержит устройства (110, 111) контроля условий в качестве критериев прерывания, связанные с таймером и/или с определенным числом заданных измерений.
RU2008117999/28A 2005-10-06 2006-10-05 Способ бесконтактного динамического определения профиля твердого тела RU2008117999A (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/256,284 US7602506B2 (en) 2003-03-25 2005-10-06 Method for contactlessly and dynamically detecting the profile of a solid body
US11/256,284 2005-10-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2008117999A true RU2008117999A (ru) 2009-11-20

Family

ID=37495886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008117999/28A RU2008117999A (ru) 2005-10-06 2006-10-05 Способ бесконтактного динамического определения профиля твердого тела

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1931942A1 (ru)
JP (1) JP2010506135A (ru)
CN (1) CN101479567A (ru)
ES (1) ES2307467T1 (ru)
RU (1) RU2008117999A (ru)
WO (1) WO2007039641A1 (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009084009A (ja) * 2007-10-01 2009-04-23 Hitachi Ltd 移動体速度検出装置
CN101619965B (zh) * 2009-08-14 2012-04-18 北京领邦仪器技术有限公司 轮对自动测量装置
WO2012013227A1 (en) 2010-07-28 2012-02-02 Carl Zeiss Smt Gmbh Facet mirror device
DE102012108706B3 (de) * 2012-09-17 2014-02-20 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Prüfvorrichtung für ein Schienenfahrzeug
CN103136110B (zh) 2013-02-18 2016-03-30 华为技术有限公司 内存管理方法、内存管理装置及numa系统
WO2016066212A1 (en) * 2014-10-30 2016-05-06 Bombardier Transportation Gmbh Method for determining a structural state of a mechanically loaded unit
CN104648440B (zh) * 2015-02-13 2017-10-13 北京交通大学 一种轮对几何参数在线测量系统及其方法
CN109729721B (zh) * 2017-08-29 2021-04-16 深圳市汇顶科技股份有限公司 光学测距方法以及光学测距装置
CN110456423B (zh) * 2018-05-07 2024-03-19 特鲁普机械奥地利有限公司及两合公司 用于弯曲单元的切削碎屑识别
CN111912633B (zh) * 2019-06-12 2022-01-25 中车大同电力机车有限公司 机车偏折测试方法、机车偏折测试装置
CN111735384B (zh) * 2020-04-28 2021-11-30 南京工程学院 基于动态干涉分析的发动机安装测量与安装方法及装置
CN113624140A (zh) * 2020-07-27 2021-11-09 北京镭格之光测量技术有限公司 一种轨道车辆轮饼参数在线测量装置及方法
CN113587861B (zh) * 2021-03-11 2023-06-09 深圳市国浩土地房地产资产评估咨询有限公司 一种用于房地产评估的平面检测仪
CN114277469B (zh) * 2021-12-21 2022-11-29 苏州汇川控制技术有限公司 卷装端面形状的调节方法、装置和存储介质

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6768551B2 (en) * 2001-10-17 2004-07-27 International Electronic Machines Corp. Contactless wheel measurement system and method
DE10313191A1 (de) * 2003-03-25 2004-10-07 Gutehoffnungshütte Radsatz Gmbh Verfahren zur berührungslosen dynamischen Erfassung des Profils eines Festkörpers
DE102004045850A1 (de) * 2004-09-20 2006-03-23 Gutehoffnungshütte Radsatz Gmbh System und Verfahren zur Weiterleitung eines, vorzugsweise dynamisch, insbesondere zum Zweck einer Bestimmung von aufgetretenem Verschleiß, erfaßten Profils eines Festkörpers

Also Published As

Publication number Publication date
EP1931942A1 (de) 2008-06-18
ES2307467T1 (es) 2008-12-01
JP2010506135A (ja) 2010-02-25
WO2007039641A1 (de) 2007-04-12
CN101479567A (zh) 2009-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2008117999A (ru) Способ бесконтактного динамического определения профиля твердого тела
RU2320959C9 (ru) Способ бесконтактного динамического определения профиля твердого тела
US20180135969A1 (en) System for measuring the position and movement of an object
US9967545B2 (en) System and method of acquiring three-dimensional coordinates using multiple coordinate measurment devices
US4645347A (en) Three dimensional imaging device
US6879384B2 (en) Process and apparatus for measuring an object space
US6377298B1 (en) Method and device for geometric calibration of CCD cameras
CN101558283A (zh) 用于三维轮廓的非接触检测装置及方法
CA2956784C (en) Tracking method and tracking system
CN105102926A (zh) 三维坐标扫描仪和操作方法
US9696143B2 (en) Device for optical profilometry with conical light beams
ES2304909T1 (es) Procedimiento para una deteccion dinamica y sin contacto del perfil de un cuerpo solido.
US20180328713A1 (en) Optical interferometry
RU2340872C1 (ru) Моностатический способ определения расстояния до объекта, его направления и скорости движения
JP5133614B2 (ja) ３次元形状測定システム
CN103697825B (zh) 一种超分辨3d激光测量系统及方法
Dupont et al. Binary pattern codification strategies in an active stereoscopic system based on flexible image guides
Blais et al. Compact three-dimensional camera for robot and vehicle guidance
JP3065367B2 (ja) 線路周辺構造物の形状計測装置
JP4357002B2 (ja) 物体の方向を測定する方法および装置
US3713739A (en) Method for gauging the linear cross-sectional dimensions of moving rolled products and an apparatus for its realization
RU2689848C1 (ru) Измеритель расстояний на цифровой видеокамере
JP2556889B2 (ja) 管内検査装置
RU165682U1 (ru) Устройство для лазерного сканирования
PIPITONE et al. System and Method for High Resolution Range Imaging with Slit Light Source and Pattern Mask(Patent Application)

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20110204