● 摘要
随着我国铁路货运向高速化和重载化发展，轮对磨耗日益严重，直接影响到铁路的运输安全。内侧距作为一项重要的轮对几何参数，它决定了轮缘与钢轨之间的游间大小，合理的游间可以减小轮缘与钢轨的磨耗、实现轮对自动对中以及保证车辆安全通过曲线和道岔；内侧距过大将导致轮缘磨耗增加；过小则将增大车辆蛇形运动的幅度，降低车辆运行的品质，并有脱轨的危险。及时准确地获取货车轮对内侧距，对轮对维护及车辆安全运行具有重要意义。
现有方法对传感器的安装位置、角度及货车进入测量区域时的姿态等要求较高，只能满足货车低速运行时的测量要求。本文为克服上述问题，围绕货车轮对内侧距的动态测量展开研究，主要研究了基于激光位移传感器(Laser Displacement Sensor, LDS)的内侧距视觉测量模型及其标定方法。论文主要工作如下：
1、根据轮对内侧距的定义及轮对结构特征，利用激光位移传感器视觉测量模型，获取轮辋内侧面上特征点的三维坐标，根据轮辋内侧面平行的约束条件，完成轮对内侧距测量模型的搭建。
2、利用基于自由移动立体靶标的方法，完成单个激光位移传感器视觉测量模型各项参数的标定；接着提出了线结构光视觉传感器辅助校准法和面阵摄像机辅助校准法两种全局校准方法；根据辅助设备复杂性及仿真结果，选择面阵摄像机辅助校准法完成测量模型的全局校准。
3、根据轮对内侧距测量模型，搭建测量系统软硬件环境。利用模型车轮进行实验室静态测量实验，之后完成铁路现场动态测量实验。实验结果表明，论文所提出的轮对内侧距测量方法测量精度较高，能够满足测量要求。