GJ-5型軌道檢查車(chē)的技術(shù)與設(shè)備介紹

1、.第五章 GJ-5型軌檢車(chē)原理及維護(hù)5.1 概述上世紀(jì)80年代以來(lái)，通常采用一維光電位移傳感器，為滿(mǎn)足測(cè)量系統(tǒng)的定位要求，安裝基準(zhǔn)一般選擇在以輪對(duì)為剛體的結(jié)構(gòu)上。如美國(guó)ENSCO公司T10系列軌檢車(chē)、德國(guó)軌檢車(chē)等，從測(cè)量原理角度來(lái)看，測(cè)量鏈的簡(jiǎn)捷有助于提高測(cè)量系統(tǒng)的精度。但是，隨著檢測(cè)速度的提高，輪軌作用力的增大，軸箱的振動(dòng)隨之增大，工作環(huán)境的惡劣束縛了檢測(cè)系統(tǒng)的性能。隨著傳感器技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)始采用二維光電位移傳感器，如面陣CCD、PSD、CMOS芯片等。較為典型的系統(tǒng)如美國(guó)Imagemap公司的Laserall系統(tǒng)及日本“黃色醫(yī)生”軌檢車(chē)。前者采用線(xiàn)型激光光源、攝像機(jī)、圖像處理系

2、統(tǒng)，通過(guò)對(duì)鋼軌斷面輪廓圖像的測(cè)量獲得軌距、軌向測(cè)量值。后者采用線(xiàn)型激光光源、二維PSD敏感器件、信號(hào)處理系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定的幾何關(guān)系獲得到被測(cè)點(diǎn)的測(cè)量值。因此，上世紀(jì)90年代末期，滿(mǎn)足于更高精度和檢測(cè)速度的激光和攝像技術(shù)獲得應(yīng)用并逐步取代了原有的其他檢測(cè)系統(tǒng)。目前，當(dāng)今世界高速鐵路發(fā)達(dá)的國(guó)家，激光和攝像檢測(cè)技術(shù)獲得了廣泛的應(yīng)用，而且，已成為目前世界上軌道檢測(cè)系統(tǒng)的主流。如日本、美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、意大利等 ，均不同程度采用了該檢測(cè)技術(shù)，從而提高了系統(tǒng)檢測(cè)速度、精度和可靠性。GJ-5型軌檢車(chē)可測(cè)項(xiàng)目：軌距、左右軌向（空間曲線(xiàn)或可變換成多種弦測(cè)值）、左右高低（空間曲線(xiàn)或可變換成多種弦測(cè)值）、水平

3、（超高）、三角坑、曲率（弧度或半徑）、車(chē)體加速度、軌底坡（可選項(xiàng)）、鋼軌斷面（可選項(xiàng)）等。技術(shù)指標(biāo)： 表5-1檢測(cè)項(xiàng)目精度范圍軌距±0.8mm14201480mm軌向（左右，波長(zhǎng)30m）±1.0mm±100mm軌向（左右，波長(zhǎng)50m）±2.0mm±100mm高低（左右，波長(zhǎng)30m）±1.0mm±100mm高低（左右，波長(zhǎng)50m）±2.0mm±100mm水平±1.5mm±50mm超高±1.5mm±220mm三角坑±1.5mm±100mm曲率1.2

4、X 10-4m-1車(chē)體加速度±0.01g±1g軌底坡±0.25deg鋼軌斷面（左右軌）±0.5mm5.2 系統(tǒng)總成Laserail斷面和幾何測(cè)量系統(tǒng)（LPGMS）能實(shí)時(shí)提供鋼軌斷面和軌道幾何精確和可靠的測(cè)量。LPGMS包括如下3個(gè)主要部分：·非接觸測(cè)量總成；·VME計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；·通用幾何Windows軟件。VME計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝在軌檢車(chē)?yán)?，非接觸測(cè)量總成安裝在與轉(zhuǎn)向架相連的測(cè)量梁中。測(cè)量梁中傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)字化后發(fā)送到VME計(jì)算機(jī)的幾何CPU，然后進(jìn)行合成和濾波處理，得到軌道幾何數(shù)據(jù)，在檢查車(chē)?yán)锏墓ぷ髡旧线\(yùn)行通用幾何軟件，可以

5、實(shí)時(shí)顯示軌道幾何波形、進(jìn)行超限判斷、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)、超限編輯和報(bào)表打印等。5.2.1 VME計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是基于VMEbus結(jié)構(gòu)的。VME系統(tǒng)使用兩個(gè)處理器配置，一個(gè)處理器，也就是I/O CPU，提供了操作者界面、測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)的比較、數(shù)據(jù)日志和報(bào)告、文件管理，系統(tǒng)功能監(jiān)視和出錯(cuò)檢查及診斷功能。第二個(gè)處理器，也就是幾何（GEOM）CPU，從傳感器合成軌道幾何數(shù)據(jù)并把這數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀/O CPU。幾何CPU從位于組裝梁中部的慣性測(cè)量包（IMP）的一串口得到數(shù)據(jù)。慣性測(cè)量包輸出了滾動(dòng)、搖頭、垂向和橫向運(yùn)動(dòng)的測(cè)量結(jié)果，幾何CPU接收來(lái)自慣性包的數(shù)據(jù)以及來(lái)自圖像處理卡的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生軌道幾何數(shù)據(jù)。幾何數(shù)據(jù)然

6、后被傳輸?shù)絀/O CPU以作進(jìn)一步的處理和儲(chǔ)存。圖5-1 激光斷面顯示VME計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包含在一標(biāo)準(zhǔn)的、19英寸、21-插槽主板上。系統(tǒng)電源由一800W的電源供應(yīng)。主板包括有：兩個(gè)（2）VMIC-7740CPU卡I/O處理器和幾何處理器；一個(gè)VMIVME7452磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)/軟卡驅(qū)動(dòng)；一個(gè)LTC-3激光/溫度控制器和十個(gè)圖像處理卡；計(jì)算機(jī)主板上的插槽設(shè)置如圖5-2所示：圖5-2 VME計(jì)算機(jī)系統(tǒng)5.2.2 軟件處理系統(tǒng)Laserail軟件結(jié)構(gòu)如圖5-3所示:圖5-3(一）ControlConsoleControlConsole是軟件處理系統(tǒng)的控制臺(tái)，是所有應(yīng)用軟件的核心。它能從VME計(jì)算機(jī)接收幾何數(shù)

7、據(jù)，進(jìn)行超限判斷，建立軌道檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，并生成相關(guān)波形圖文件，能為其他應(yīng)用軟件提供數(shù)據(jù)接口；同時(shí)能對(duì)VME計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集進(jìn)行控制等。（二）斷面監(jiān)視器斷面監(jiān)視器顯示來(lái)自VME的實(shí)時(shí)斷面數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)被傳送到ControlConsole里，在ControlConsole里可顯示通道信息。WinDBC從ControlConsole獲取幾何斷面數(shù)據(jù)并用曲線(xiàn)圖顯示它。（三）WinDBCWinDBC顯示由軌檢車(chē)采集的數(shù)據(jù)的波形圖，可以實(shí)時(shí)顯示、打印波形圖，可進(jìn)行波形圖準(zhǔn)確測(cè)量，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前檢測(cè)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行波形對(duì)比和波形輸出等功能。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示中，屏幕可隨幾何數(shù)據(jù)的采集而更新通道，可利用窗口底部的滾動(dòng)條來(lái)移

8、動(dòng)到文件的不同位置。（四）Termiflex使用Termiflex程序可接收來(lái)自位于軌檢車(chē)上的手持單元的數(shù)據(jù)。操作者可輸入發(fā)生在軌檢車(chē)記錄過(guò)程中的事件，這些事件包括：公里標(biāo)調(diào)整，橋梁，隧道，道口及道岔等。該程序在判定何處發(fā)生軌道問(wèn)題具有很好的輔助作用。（五）WinVCRWinVCR控制視頻控制器（VCR），該VCR通過(guò)一串行RS-232電纜與本地PC機(jī)相聯(lián)。該程序允許在記錄軌道幾何數(shù)據(jù)過(guò)程中記錄軌道背景的視頻圖像。圖5-4 視頻監(jiān)視當(dāng)檢查車(chē)沿軌道運(yùn)行時(shí)，ControlConsole記錄軌道幾何數(shù)據(jù)，此時(shí)可使用WinVCR通用幾何軟件來(lái)記錄軌道和周?chē)鷪?chǎng)景的視頻錄像。在以后可重放視頻錄像。當(dāng)評(píng)估和

9、定位軌道超限時(shí)，這些圖像是很有用的。如果WinVCG和WinVCR一起使用時(shí)，在來(lái)自于攝像機(jī)的圖像的上部記錄下了一些信息，如攝像機(jī)的特性、里程標(biāo)、速度、日期和時(shí)間等，其中里程標(biāo)決定了錄像所處的軌道位置。圖5-4顯示了VCR，監(jiān)視器，和Horita box（由WinVCG使用），這些設(shè)備被用來(lái)建立帶有字幕的WinVCR系統(tǒng)。（六）WinVCGWinVCG控制視頻字幕編寫(xiě)器，該編寫(xiě)器通過(guò)一串行RS-232電纜與本地PC機(jī)相聯(lián)。該程序與WinVCR一起使用來(lái)給被記錄的軌道背景的視頻圖像增加標(biāo)題。WinVCG(Windows 視頻字符發(fā)生器)是視頻字幕編寫(xiě)通用幾何工具軟件，它被用于在監(jiān)視器上顯示諸如攝

10、像機(jī)的特性，實(shí)時(shí)里程標(biāo)，日期和時(shí)間。該功能和WinVCR一起使用。（七）WinTellWinTell警告器通過(guò)音頻來(lái)通告如橋梁和超限等軌道事件。（八）超限監(jiān)視器超限監(jiān)視器可在任何與網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)的PC機(jī)上實(shí)時(shí)顯示超限記錄。（九）超限編輯器超限編輯器能顯示并編輯由ControlConsole產(chǎn)生的實(shí)時(shí)超限。5.2.3 非接觸測(cè)量總成非接觸測(cè)量總成安裝在檢查車(chē)底下，如圖5-5所示，LPGMS攝像機(jī)組配置使用10個(gè)攝像機(jī)和4個(gè)激光器用于鋼軌斷面的非接觸測(cè)量，攝像機(jī)和激光器被固定安裝在車(chē)底下的封閉梁里。鋼軌內(nèi)、外兩側(cè)激光器發(fā)出一扇形光帶，垂直照射在鋼軌上，在鋼軌上形成一垂直斷面；同時(shí)，斷面和軌距攝像機(jī)捕捉到

11、激光線(xiàn)的圖像，視頻圖像輸出到VMEbus計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)數(shù)字化后，擬合成完整的鋼軌斷面圖像，通過(guò)坐標(biāo)變換、合成和濾波處理等，得到軌道幾何數(shù)據(jù)和鋼軌斷面磨耗等。慣性測(cè)量包安裝在激光器/攝像機(jī)梁的中部，慣性測(cè)量包測(cè)量車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的橫向和垂向加速度以及滾動(dòng)和搖頭速率等。圖5-5非接觸測(cè)量設(shè)備安裝示意圖5.3 系統(tǒng)測(cè)量原理該軌檢車(chē)采用梁結(jié)構(gòu)方式的慣性測(cè)量及攝像式的圖像測(cè)量原理，即慣性基準(zhǔn)與測(cè)量基準(zhǔn)被安裝在同一剛體內(nèi)。任何幾何量測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)都是對(duì)坐標(biāo)系的明確定義，以及在這個(gè)坐標(biāo)系下的各種變換和各被測(cè)量之間的關(guān)系。如圖5-6所示：圖中采用右手坐標(biāo)系，各參數(shù)定義如下；x軸指向頁(yè)面的里面為正，表示車(chē)體的行進(jìn)方向

12、；y 軸指向向右的水平方向?yàn)檎粃 軸指向向下的垂直方向?yàn)檎?；角j 表示航向偏角，正值為由x 軸方向轉(zhuǎn)向y 軸方向，即向右偏轉(zhuǎn)；角J 表示滾動(dòng)的偏角，正值表示y 軸方向向z 軸方向旋轉(zhuǎn)，即左軌抬高；角y 表示傾斜角的偏差，正值表示x 軸向z 軸方向旋轉(zhuǎn)，即坡度角；圖5-6測(cè)量基準(zhǔn)（軌檢梁剛體）與鋼軌及慣性系統(tǒng)的相互位置關(guān)系定義如下：gL 左軌軌距點(diǎn)相對(duì)測(cè)量基準(zhǔn)的偏移；gR 右軌軌距點(diǎn)相對(duì)測(cè)量基準(zhǔn)的偏移；dL 左軌踏面頂點(diǎn)相對(duì)測(cè)量基準(zhǔn)的偏移；dR 右軌踏面頂點(diǎn)相對(duì)測(cè)量基準(zhǔn)的偏移；wx 軌檢梁的滾動(dòng)角速率；wz 軌檢梁的搖頭角速率；ay 軌檢梁的橫向加速度及傾角；aL 軌檢梁的垂向加速度；G 軌道

13、踏面中點(diǎn)之間的標(biāo)準(zhǔn)距離，為1511mm；ht 慣性平臺(tái)相對(duì)于軌距測(cè)量線(xiàn)的垂直高度；AL 左側(cè)垂直加速度計(jì)安裝位置相對(duì)梁中心的距離；另外還有一個(gè)安裝在輪對(duì)軸頭的轉(zhuǎn)速計(jì)，這是該系統(tǒng)必備的測(cè)量?jī)x，它可以提供沿軌道的里程位置、速度，同時(shí)還為測(cè)量系統(tǒng)提供精確的距離采樣時(shí)間間隔（TBS）。系統(tǒng)中用于慣性參數(shù)測(cè)量的傳感器為水平加速度計(jì)、垂直加速度計(jì)、滾動(dòng)陀螺儀、搖頭陀螺儀，這些傳感器被安裝在測(cè)量梁中部的慣性平臺(tái)上，為系統(tǒng)提供測(cè)量梁的慣性基準(zhǔn)信號(hào)。各傳感器測(cè)量單位的量綱為:位移測(cè)量的單位為，速度為，加速度為，角度測(cè)量單位為弧度，角速度為。慣性信號(hào)的處理來(lái)自于慣性傳感器的模擬信號(hào)，通過(guò)慣性測(cè)量處理器采集模擬信號(hào)

14、，進(jìn)行抗混迭濾波、數(shù)字化、及數(shù)字濾波處理、延時(shí)、數(shù)據(jù)合成。軌面頂點(diǎn)和軌距點(diǎn)相對(duì)于測(cè)量梁的位移（dR、dL，gL、gR）信號(hào)通過(guò)攝像機(jī)的圖像數(shù)字處理來(lái)獲得，對(duì)于低速檢測(cè)系統(tǒng)而言，采用60Hz頻率的標(biāo)準(zhǔn)制式攝影機(jī)即能滿(mǎn)足要求。對(duì)于高速檢測(cè)系統(tǒng)而言，為匹配240Hz頻率的慣性系統(tǒng)，可以直接采用240Hz的高幀頻攝像機(jī)，或者采用臺(tái)60Hz的攝像機(jī)進(jìn)行交替工作。根據(jù)被測(cè)軌道幾何參數(shù)的定義，系統(tǒng)按表5-2給出的數(shù)學(xué)模型計(jì)算合成相應(yīng)的軌道幾何參數(shù)。表5-2：表中符號(hào)上的點(diǎn)不代表時(shí)間因子，一個(gè)點(diǎn)表示對(duì)采樣間隔X的一階差分（FFD），角度的FFD是這個(gè)角度在一段距離上的變化。兩個(gè)點(diǎn)表示對(duì)采樣間隔X的二階差分。應(yīng)

15、用到線(xiàn)性測(cè)量中如高低、軌向。表中符號(hào)上的像禮帽和小三角符號(hào)的含義為：對(duì)一次微分裝置（如速率陀螺儀）的輸出進(jìn)行卷積計(jì)算得到測(cè)量結(jié)果的基于距離的FFD。上述卷積計(jì)算用矩形窗口來(lái)實(shí)現(xiàn)，窗口在基本距離內(nèi)取單位振幅，在其它時(shí)間取值為零。速率陀螺儀的輸出可以表示為rad/s/v，卷積計(jì)算得到角度在采樣距離間隔上的變化。由于卷積計(jì)算像一頂帽子，故用此符合表示。對(duì)二次微分裝置（如加速度計(jì)）的輸出進(jìn)行卷積計(jì)算得到測(cè)量結(jié)果的基于距離的SFD。上述卷積計(jì)算用等邊三角形來(lái)實(shí)現(xiàn)，三角形的一邊為單位時(shí)間斜率，另一邊為負(fù)的單位時(shí)間斜率。因此卷積計(jì)算像一個(gè)邊值為零的小三角，故用此符號(hào)表示。表5-2明確給出了系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果與各測(cè)

16、量單元及通道的關(guān)系，所有綠顏色符號(hào)表示結(jié)構(gòu)常數(shù)；藍(lán)顏色符號(hào)為中間變量；紅顏色符號(hào)為系統(tǒng)傳感器輸出變量。在實(shí)際運(yùn)用和維修過(guò)程中，主要通過(guò)對(duì)系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果波形圖的觀(guān)察、比對(duì)、分析判斷異常的檢測(cè)結(jié)果，然后根據(jù)表1給出的公式確定系統(tǒng)的故障單元。如曲率故障，與此相關(guān)的測(cè)量單元為：搖頭陀螺檢測(cè)單元、速度、里程檢測(cè)單元，通常編碼器的故障會(huì)影響整系統(tǒng)的工作，因此，如果其他檢測(cè)結(jié)果正常，那么故障單元很可能是搖頭陀螺儀或與此相關(guān)的信號(hào)處理板。5.3.1 軌距軌距由左右鋼軌的軌距點(diǎn)相對(duì)于測(cè)量梁兩個(gè)固定點(diǎn)位移偏差的代數(shù)和而求得，即： 其中K為測(cè)量梁兩個(gè)固定點(diǎn)的距離，如果測(cè)量梁為剛體，且攝像機(jī)的安裝位置及角度未發(fā)生變化，

17、則為常數(shù)。該常數(shù)由靜態(tài)標(biāo)定確定。 圖5-7系統(tǒng)采用10通道視頻信號(hào)并行處理的工作方式，即10個(gè)攝像機(jī)分別對(duì)應(yīng)10塊圖像采集及處理卡。攝像機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)N制式，分辨率為512*768，以場(chǎng)頻作為圖像處理卡的時(shí)序。其中測(cè)量梁內(nèi)側(cè)的8個(gè)攝像機(jī)中，左右完全對(duì)稱(chēng)的攝像機(jī)為一組如1號(hào)和5號(hào)、2號(hào)和6號(hào)，每組攝像機(jī)為同步工作模式，即同一時(shí)刻采樣軌距方向的左右鋼軌斷面。4組攝像機(jī)為分步交替工作模式，把60Hz分頻為240Hz，即攝像系統(tǒng)按1/240秒的間隔采樣及處理左右鋼軌斷面。并得到鋼軌頂點(diǎn)及軌距點(diǎn)相對(duì)測(cè)量梁的位移值（dR、dL，gL、gR）。同步控制板安裝在測(cè)量梁中，該電路板的功能為：攝像機(jī)采樣時(shí)序控制；視頻

18、信號(hào)輸入輸出接口；攝像機(jī)供電，在運(yùn)用過(guò)程中，視頻信號(hào)異常（時(shí)有時(shí)無(wú)），應(yīng)檢查該板的輸入輸出接口。如果某個(gè)攝像機(jī)的圖像出現(xiàn)滾動(dòng)或扭曲，通常為同步信號(hào)故障，應(yīng)檢查攝像機(jī)或更換，同步信號(hào)產(chǎn)生于攝像機(jī)，且可工作在內(nèi)同步或外同步方式。1.灰度閾值設(shè)定視頻信號(hào)的強(qiáng)弱經(jīng)A/D數(shù)值化后分成若干個(gè)灰度等級(jí)，本系統(tǒng)采用8位A/D，即256灰度等級(jí)。對(duì)一場(chǎng)圖像的處理，首先進(jìn)行圖像的分類(lèi)處理。系統(tǒng)的灰度閾值設(shè)定在參數(shù)設(shè)定目錄中由人工設(shè)定，建議值為60。圖5-10一幅鋼軌斷面輪廓線(xiàn)上各像素點(diǎn)的灰度值不盡相同，灰度值的高低取決于照明光源的光功率；攝像機(jī)的光圈的大??；暴光時(shí)間的長(zhǎng)短；鋼軌表面的反射系數(shù)；及是否是近軸光，理論

19、上如果能使鋼軌斷面輪廓圖像清晰連續(xù)，灰度閾值取值越高，抗干擾能力越強(qiáng)。實(shí)際上相關(guān)參數(shù)的取值是有限的，且受其他特性參數(shù)的制約。如激光器的光功率由于受安全性、穩(wěn)定性制約，不可能無(wú)限制提高。攝像機(jī)的光圈由于受景深（視場(chǎng)范圍內(nèi)線(xiàn)性）的影響，取值不宜過(guò)大。暴光時(shí)間由于受圖像的拖尾、平均效應(yīng)的影響，取值不宜過(guò)長(zhǎng)。新舊軌、鋼軌踏面與側(cè)面反射特性差異較大，對(duì)于圖像近軸點(diǎn)的選取在系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)已有所考慮，并確定了各像素點(diǎn)的灰度分布，尤其是圖像中的特征點(diǎn)，在運(yùn)用過(guò)程中盡可能保持測(cè)量梁、攝像機(jī)、鋼軌之間的幾何位置參數(shù)，幾何參數(shù)的變化會(huì)造成特征點(diǎn)灰度值較大的變化。因此，各像素點(diǎn)的灰度值是圖像的綜合性及統(tǒng)計(jì)性的特征，運(yùn)

20、用過(guò)程中，以給出的建議值為參照，不斷摸索和比較，以獲得最佳的灰度閾值。系統(tǒng)通常在夜間使用時(shí)，我們一般選取較低的灰度閾值，因?yàn)橐归g雜光干擾較少，圖像的對(duì)比度較好，可以選取較好的光圈值和較短的暴光時(shí)間，提高系統(tǒng)的測(cè)量精度和可靠性。2.軌距標(biāo)定在亮帶細(xì)化和坐標(biāo)變換中，有八個(gè)參數(shù)需要確定，系統(tǒng)標(biāo)定的首要任務(wù)就是要得到這些參數(shù)。為此必須列出八個(gè)方程式，也就是說(shuō)必須利用四對(duì)相應(yīng)控制點(diǎn)的已知坐標(biāo)。當(dāng)控制點(diǎn)數(shù)大于四時(shí)，采用最小二乘法，選擇最佳控制點(diǎn)。為了在工作中參數(shù)保持不變光源與攝像機(jī)應(yīng)安裝在一個(gè)堅(jiān)固構(gòu)件上，使其相對(duì)幾何位置保持不變。光源照射平面應(yīng)與鋼軌縱軸保持垂直。作到上述兩點(diǎn)，就能保證標(biāo)定參數(shù)不變。在標(biāo)定

21、中應(yīng)采用系統(tǒng)配備的九針標(biāo)定板及系統(tǒng)安裝的專(zhuān)用標(biāo)定程序，標(biāo)定板應(yīng)滿(mǎn)足下列條件：第一，九針標(biāo)定板各針的空間位置相對(duì)于物方直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)應(yīng)是精確已知的，設(shè)為(Xb，Yb)。第二，標(biāo)定板的安裝位置應(yīng)滿(mǎn)足系統(tǒng)工作狀態(tài)時(shí)攝像機(jī)、激光光源、鋼軌相互的空間位置。標(biāo)定時(shí)將測(cè)量梁旋轉(zhuǎn)90度翻起，九針標(biāo)定板放入測(cè)量梁的燕尾槽中并推至標(biāo)稱(chēng)位置。啟動(dòng)系統(tǒng)專(zhuān)用的標(biāo)定程序，調(diào)節(jié)視場(chǎng)內(nèi)九個(gè)標(biāo)定點(diǎn)明暗均勻、清晰，并進(jìn)入系統(tǒng)標(biāo)定，盡可能使每各標(biāo)定點(diǎn)處在標(biāo)定框的中心，以滿(mǎn)足各點(diǎn)標(biāo)定的均方誤差小于0.007圖5-11在軌檢車(chē)的運(yùn)用中，系統(tǒng)標(biāo)定需要經(jīng)常操作的，如果攝像機(jī)、激光器、測(cè)量梁的幾何位置未作調(diào)整，通常三個(gè)月標(biāo)定一次，主要考慮

22、設(shè)備在運(yùn)用過(guò)程中，測(cè)量梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)位置的微小變化。如果上述部件結(jié)構(gòu)位置作調(diào)整或更換部件，必需進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定。系統(tǒng)標(biāo)定的操作是很容易的，但標(biāo)定是很重要的。標(biāo)定后的八個(gè)參數(shù)作為圖像處理算法中關(guān)鍵的系數(shù)，直接影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。一般標(biāo)定結(jié)果的錯(cuò)誤不易發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗挥绊憴z測(cè)結(jié)果的重復(fù)性，而影響系統(tǒng)的刻度系數(shù)。造成動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果與靜態(tài)測(cè)量結(jié)果較大程度的不符，有時(shí)往往被歸結(jié)為動(dòng)靜態(tài)差異而被忽視。通常我們對(duì)檢測(cè)結(jié)果的波形的形狀和重復(fù)性比較敏感，而容易忽略檢測(cè)結(jié)果的正確性，檢測(cè)結(jié)果的正確與否是較難判斷的。建議注意觀(guān)察和比對(duì)曲線(xiàn)的檢測(cè)結(jié)果波形圖。需要強(qiáng)調(diào)是標(biāo)定狀態(tài)和標(biāo)定程序相對(duì)于工作狀態(tài)和工作程序，是相互獨(dú)立的。理

23、論上要求只有標(biāo)定狀態(tài)等同于工作狀態(tài)，那么工作狀態(tài)的物像共扼關(guān)系的空間位置精度等同于標(biāo)定針的位置精度。因此，在標(biāo)定時(shí)標(biāo)定板相對(duì)于測(cè)量梁的位置應(yīng)等同于鋼軌相對(duì)于測(cè)量梁的位置，上面所提到的標(biāo)稱(chēng)位置即為測(cè)量梁的安裝位置。如果在標(biāo)定過(guò)程中發(fā)現(xiàn)某些標(biāo)定點(diǎn)已超出視場(chǎng)范圍，則表明該攝像機(jī)的主光軸已發(fā)生偏轉(zhuǎn)，需調(diào)整。切不可改變標(biāo)定板的標(biāo)稱(chēng)位置使九個(gè)標(biāo)定點(diǎn)全部進(jìn)入視場(chǎng)而運(yùn)行標(biāo)定，否則會(huì)產(chǎn)生較大的標(biāo)定誤差。5.3.2 軌向軌向加速度計(jì)響應(yīng)：式中為軌距梁的中點(diǎn)，為軌距梁相對(duì)于地面的傾角；第一項(xiàng)為軌距梁橫向運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的加速度，正是我們想要的測(cè)量值；第二項(xiàng)為重力分量；第三項(xiàng)由于軌距梁側(cè)滾運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的加速度；則左右軌向?yàn)椋?/p>

24、左軌向：= cos()-(+C);右軌向：= cos()+(+C);其中為軌向測(cè)量平面和軌距梁所在平面夾角，可由L和R計(jì)算獲得。對(duì)于安裝于構(gòu)架上的安全梁，軌向的測(cè)量平面和軌距梁所在平面并不平行；要將投影到軌向的測(cè)量平面，其投影為*cos()；則通過(guò)上述公式即可測(cè)得左右軌向。5.2.3 高低 圖5-12 垂直加速度計(jì)的響應(yīng)：由于垂直加速度計(jì)安裝在梁的中間，因此AL=0，由該式積分可得到Zb，又由即可計(jì)算得到左右高低ZL、ZR。5.3.4 超高和水平 圖5-13軌道相對(duì)于慣性空間的傾角等于軌道相對(duì)于梁的傾角和梁相對(duì)慣性空間的傾角之和：可由測(cè)滾陀螺和水平加速度可計(jì)算得到。測(cè)滾陀螺的響應(yīng)為：由于第二項(xiàng)

25、為高階小項(xiàng)，可忽略不計(jì)，可得到：對(duì)其積分，再進(jìn)行高通濾波就可得到的高頻部分，對(duì)水平加速度的處理比較復(fù)雜，其響應(yīng)：對(duì)超高測(cè)量來(lái)說(shuō)，有意義的項(xiàng)只有，因此需要去除其余兩項(xiàng)，然后再進(jìn)行低通濾波就可得到的低頻部分，將高低頻兩部分相加就可得到，即可得到軌道傾角。5.3.5 曲率 搖頭陀螺的響應(yīng)：由于、很小，所以該式可以簡(jiǎn)化為：又：，由此就可計(jì)算的曲率。5.3.6 鋼軌斷面檢測(cè)通過(guò)左右鋼軌內(nèi)外兩側(cè)的激光攝像系統(tǒng)，通過(guò)圖像處理，將鋼軌的內(nèi)外側(cè)斷面圖像擬合成完整的鋼軌斷面圖像，與系統(tǒng)中存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)軌斷面進(jìn)行比較，從而獲得左右鋼軌的水平、垂直磨耗并計(jì)算得到總磨耗。圖5-145.4 系統(tǒng)故障診斷與維護(hù)5.4.1 故障

26、診斷 LPGMS是一復(fù)雜的，高集成性的設(shè)備。技術(shù)人員在當(dāng)問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)能分離出來(lái)。本章能幫助技術(shù)人員快速鑒別出錯(cuò)部件。LPGMS存在一些相同的部件。檢查單個(gè)部件的操作最直接的方法是：用已知的工作部件換下存在問(wèn)題的部件并確認(rèn)結(jié)果。另外，一些部件有軟件診斷或前面板指示以用來(lái)幫助技術(shù)人員 。 如下章節(jié)描述了建議的故障消除步驟。每一步都假定LPGMS正在運(yùn)行，系統(tǒng)軟件正常工作。表5-3列出了可能出現(xiàn)的LPGMS操作問(wèn)題。包括了一些邏輯分析（故障分析）和解決問(wèn)題的一些步驟。 表5-3問(wèn)題/癥狀故障排除攝像機(jī)所有的攝像機(jī)沒(méi)有圖像1. 確定激光鑰匙開(kāi)關(guān)處在ON的位置。2. 確認(rèn)黑-白監(jiān)視器打開(kāi)，視頻線(xiàn)已連接到監(jiān)

27、視器后部的輸入插座。輸入選擇開(kāi)關(guān)被設(shè)置到相應(yīng)的視頻輸入。3. 確認(rèn)在LPGMS VMEbus 計(jì)算機(jī)底盤(pán)的后面板上安裝了用戶(hù)遠(yuǎn)程界面跳線(xiàn)。4. 檢查延時(shí)繼電器，該繼電器安裝在LPGMS VMEbus 計(jì)算機(jī)底盤(pán)上。你須聽(tīng)到繼電器敲擊的聲音?？吹郊t色激光輻射指示燈在鑰匙開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到ON位置后照明約5秒鐘。5. 確認(rèn)攝像機(jī)電源線(xiàn)已連接到+12 VDC。地線(xiàn)連接到VMEbus 計(jì)算機(jī)底盤(pán)。單個(gè)圖像滾動(dòng)1. 用一正常工作并被設(shè)置為同樣操作模式的攝像機(jī)進(jìn)行替換。2. 如果圖像繼續(xù)滾動(dòng)，說(shuō)明攝像機(jī)未得到正確的同步信號(hào)；問(wèn)題出現(xiàn)在攝像機(jī)電纜線(xiàn)上。所有的圖像滾動(dòng)1. 攝像機(jī)1或圖像處理器1存在問(wèn)題。更換圖像處理器

28、。如果仍然滾動(dòng)，更換攝像機(jī)。某個(gè)圖像上出現(xiàn)噪音1. 攝像機(jī)或視頻連接上出現(xiàn)故障。若要排除故障，用一個(gè)設(shè)置為同樣操作模式的攝像機(jī)進(jìn)行替換；或用其他視頻電纜換下該通道視頻線(xiàn)。在單個(gè)攝像機(jī)上出現(xiàn)淡的對(duì)比圖像1 打開(kāi)攝像機(jī)光圈。2 通過(guò)接入數(shù)字萬(wàn)用表（設(shè)置到測(cè)量DC電壓）到激光溫度控制器板測(cè)試插座上來(lái)檢查激光電流。并用螺絲起子轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)到接近0或1的位置。激光供應(yīng)電流應(yīng)在900mA和950mA之間。（萬(wàn)用表上顯示為0.900VDC到0.950VDC之間）。3 清潔激光和攝像機(jī)的蓋鏡。4 用一個(gè)正常工作的攝像機(jī)進(jìn)行更換。如果圖像現(xiàn)在是良好的，說(shuō)明攝像機(jī)里干涉濾光器故障。若要接近濾光器，拆卸下攝像機(jī)并擰

29、開(kāi)鏡頭。問(wèn)題/癥狀故障排除激光缺少一單個(gè)圖像1 通過(guò)放置一紅外激光測(cè)試條于相應(yīng)的激光窗口前來(lái)確認(rèn)激光正在發(fā)射。2 如果激光正常工作，問(wèn)題存在于系統(tǒng)的視頻部分。轉(zhuǎn)到第6步.3 如果激光不能正常工作，用正常運(yùn)作的激光電纜換下位于VME底盤(pán)的激光電纜。檢查連接的激光工作正常。4 如果相同的激光仍不能正常工作，問(wèn)題就存在于連接，激光發(fā)射器或接近開(kāi)關(guān)。5 如果交換的激光電纜無(wú)效，問(wèn)題存在于激光溫度控制卡。檢查該板前面板的紅色ON指示燈。6 通過(guò)發(fā)動(dòng)光圈電動(dòng)機(jī)來(lái)確認(rèn)攝像機(jī)光圈處于打開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)光圈打開(kāi)時(shí)，圖像發(fā)亮。如果不出現(xiàn)這種情況，聽(tīng)安裝在激光/攝像機(jī)組上的光圈電動(dòng)機(jī)。當(dāng)攝像機(jī)光圈停止時(shí)，電動(dòng)機(jī)會(huì)負(fù)載過(guò)重

30、，此時(shí)會(huì)聽(tīng)到由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的一變調(diào)聲。7 用正常工作的攝像機(jī)更換攝像機(jī)視頻輸入到LAB-4。8 如果攝像機(jī)仍不能產(chǎn)生圖像，問(wèn)題存在于攝像機(jī)或它的連接處。激光不照射在鋼軌上1 如果攝像機(jī)處于正常工作，用一有故障的激光器照射攝像機(jī)來(lái)測(cè)試攝像機(jī)是否存在故障。圖像處理器沒(méi)有數(shù)字化圖像1 檢查圖像處理器卡，因?yàn)樵摽〞?huì)影響一單個(gè)圖像。參見(jiàn)圖像處理器診斷。幾何一般性錯(cuò)誤1 確認(rèn)如下電纜正確連接。a) 進(jìn)入VME底盤(pán)后部的慣性電纜。b) 進(jìn)入VME底盤(pán)后部的里程計(jì)電纜。c) 進(jìn)入VME底盤(pán)后部的所有的激光和攝像機(jī)電纜。d) 進(jìn)入幾何CPU前部的串口數(shù)據(jù)電纜。e) 進(jìn)入I/O CPU前部的Cat5網(wǎng)絡(luò)電纜（如果使

31、用了）。問(wèn)題/癥狀故障排除任一通道上沒(méi)有幾何輸出1 當(dāng)系統(tǒng)顯示里程計(jì)狀態(tài)屏幕時(shí)，移動(dòng)車(chē)輛來(lái)確認(rèn)車(chē)輛正接收轉(zhuǎn)速計(jì)脈沖?；谲?chē)輛方向行走的距離，初始轉(zhuǎn)速計(jì)計(jì)數(shù)或里程會(huì)增加或減少。2 確認(rèn)系統(tǒng)正接收來(lái)自于慣性包的數(shù)據(jù)。a) 通過(guò)檢查在VME輪廓屏幕上的幾何輸出顯示來(lái)確認(rèn)I/O處理器正在接收數(shù)據(jù)。b) 啟動(dòng)VME幾何軟件并設(shè)置里程計(jì)模式為“模擬”。當(dāng)處于“運(yùn)行模式”時(shí)，正如在“使用幾何CPU診斷操作”時(shí)看到的，幾何CPU會(huì)顯示一條形圖屏幕。轉(zhuǎn)到幾何CPU并確認(rèn)它正從慣性包接收和顯示數(shù)據(jù)。注意：轉(zhuǎn)到幾何CPU需要移動(dòng)鍵盤(pán)和視頻電纜。如果有轉(zhuǎn)換盒，連接I/O和幾何CPU。c) 檢查幾何處理器的連接到COM

32、1的串口。d) 如果幾何CPU正顯示條形圖并對(duì)鍵盤(pán)輸入有響應(yīng)，但不從慣性包接受數(shù)據(jù)，那么，電纜或慣性包可能存在問(wèn)題。確認(rèn)在內(nèi)板上的紅色LED正閃爍。這表明在板上出現(xiàn)了一240赫茲同步信號(hào)并且微控制器正在運(yùn)行。若系統(tǒng)通過(guò)了上述測(cè)試，那么就是從VME 到外部顯示軟件的輸出問(wèn)題了。在一通道上沒(méi)有幾何輸出1 使用一歐姆表確認(rèn)慣性電纜。2 檢查4個(gè)設(shè)備電纜（兩陀螺儀和兩加速計(jì)）已安全地安裝在慣性插座上。這需要在車(chē)底下打開(kāi)安裝組。在表面和排列通道上沒(méi)有幾何數(shù)據(jù)1 如果車(chē)正在以laserail.ini文件規(guī)定的“Cut Off”速度下走行，說(shuō)明表面和排列通道被抑制住了。疑有壞的測(cè)量（選擇通道）1 執(zhí)行一慣性

33、偏置，注意該值和所有4個(gè)慣性包備件的標(biāo)準(zhǔn)偏差。如下是列出的幾何測(cè)量及用于測(cè)量它們的部件：a) 軌距-使用鋼軌內(nèi)側(cè)的橫向點(diǎn)可產(chǎn)生軌距。通過(guò)光學(xué)信號(hào)而不是通過(guò)慣性包的任何一設(shè)備來(lái)進(jìn)行測(cè)量。確認(rèn)初始和數(shù)字化信號(hào)是清晰的。數(shù)字化信號(hào)應(yīng)包括顯示頭部的底部的標(biāo)記。b) 排列-使用搖頭&滾動(dòng)速率陀螺儀，橫向加速度計(jì)，和橫向光學(xué)值來(lái)進(jìn)行測(cè)量。如果光學(xué)信號(hào)出錯(cuò)，那么，問(wèn)題顯然出在軌距和排列上。c) 表面-使用y最大值光點(diǎn)，垂向加速度計(jì)，和滾動(dòng)速率陀螺儀來(lái)進(jìn)行測(cè)量。d) 超高&扭曲-使用慣性包的所有4個(gè)部件和y最大值光點(diǎn)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。e) 曲率-使用搖頭速率陀螺儀來(lái)進(jìn)行測(cè)量。疑有壞的測(cè)量（所有通道）

34、1 確保光學(xué)圖像始終在攝像機(jī)的視野里。當(dāng)鋼軌頭部離出攝像機(jī)的視野則會(huì)出現(xiàn)尖峰。2 檢查梁的穩(wěn)定性。當(dāng)行走時(shí)不應(yīng)存在過(guò)分的位移。問(wèn)題/癥狀故障排除VME輪廓和幾何正運(yùn)行而外部軟件并不顯示測(cè)量1 標(biāo)準(zhǔn)LPGMS系統(tǒng)帶有如下的兩輸出選項(xiàng)。a) TCP/IP網(wǎng)絡(luò)-標(biāo)準(zhǔn)的EHRA窗口軟件使用TCP/IP協(xié)議來(lái)傳送數(shù)據(jù)從VME到窗口界面。確認(rèn)VME已經(jīng)和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)一起啟動(dòng)了，并且USE_NETWORK從laserail.ini文件被打開(kāi)了。b) SBS Bit3 界面-確認(rèn)USE_BIT3標(biāo)記在laserail.ini文件已設(shè)置了。如果Bit3 界面被用于發(fā)送頭部信息到VME系統(tǒng)（細(xì)部，軌道ID，等

35、），確認(rèn)VME正在接收該啟動(dòng)信息。5.4.2 系統(tǒng)維護(hù)1、激光安全預(yù)防LPGMS包含有不可見(jiàn)的紅外二極管激光，屬于b級(jí)激光產(chǎn)品。當(dāng)對(duì)系統(tǒng)執(zhí)行維護(hù)或進(jìn)行校正時(shí)，請(qǐng)仔細(xì)閱讀這些預(yù)防措施。通過(guò)閱讀，技術(shù)人員可在安全、無(wú)害的方式下執(zhí)行所有必須的維護(hù)和校正過(guò)程。a.不管何時(shí)在含有激光器的車(chē)底下的單元進(jìn)行維護(hù)時(shí)，把鑰匙開(kāi)關(guān)置于OFF位置。僅當(dāng)維護(hù)操作需要激光打開(kāi)時(shí)，鑰匙開(kāi)關(guān)置于ON位置。注意：當(dāng)鑰匙開(kāi)關(guān)置于OFF位置時(shí)，拔出鑰匙。b.不論何時(shí)在激光打開(kāi)時(shí)在車(chē)底下執(zhí)行維護(hù)時(shí)，操作人員須配戴激光安全眼罩。這種安全眼罩須達(dá)到ANSI Z136.1和Z136.3標(biāo)準(zhǔn)。c.當(dāng)進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定時(shí)，配戴激光安全眼罩。d.任

36、何人員當(dāng)對(duì)激光發(fā)射器或?qū)Π惭b在車(chē)底下的攝像機(jī)進(jìn)行調(diào)整時(shí)須配戴激光安全眼罩。2、標(biāo)定a.九針標(biāo)定板標(biāo)定方法:1.將激光鑰匙扭向OFF位置，將鑰匙從鑰匙孔拔出。2.將激光/攝像梁從運(yùn)行位置(the production position)向上翻轉(zhuǎn)90度到維護(hù)位置(the maintenance position)并且鎖定?？聪旅娴木S護(hù)中梁的懸掛章節(jié)。1號(hào)攝像機(jī)-左邊3.將存放箱中取出標(biāo)定設(shè)備(the calibration fixture)并插入激光/攝像梁左邊的尾槽(the dove tail)。4.插入激光鑰匙，扭向ON位置。5.在LPGMS操作系統(tǒng)的主菜單(Main Menu)中，點(diǎn)擊 Ca

37、librate 鍵來(lái)進(jìn)入LPGMS 標(biāo)定菜單(the LPGMS Calibration Menu)。6.點(diǎn)擊攝像機(jī)選擇鍵出現(xiàn) Cam <T1-T10>鍵，選擇1號(hào)攝像機(jī)。然后從1號(hào)攝像機(jī)的圖像出現(xiàn)在黑白監(jiān)視器上。7.用 UP iris 和DOWN iris 鍵來(lái)調(diào)整攝像機(jī)以能照射到所有你要標(biāo)定的標(biāo)針，不要漏掉任何一個(gè)標(biāo)針。8.按Calibrate 鍵來(lái)標(biāo)定1號(hào)攝像機(jī)。下面顯示標(biāo)定裝置菜單。圖4-15用 Up， Down， Left 和 Right 鍵來(lái)調(diào)整小方塊位置使其離標(biāo)針最近，如圖4-15所示。注意：鍵盤(pán)上的上下左右鍵也可用于小方塊的移動(dòng)。按屏幕或單擊鼠標(biāo)左鍵可以使小方塊移動(dòng)

38、到點(diǎn)擊位置的左邊或右邊。當(dāng)小方塊在最近的標(biāo)針圖像時(shí)，可以點(diǎn)擊 Place 鍵來(lái)固定標(biāo)樁圖像位置然后開(kāi)始下一個(gè)標(biāo)樁的標(biāo)定。選擇上圖中位置1的標(biāo)樁。按 Cancel 鍵會(huì)取消標(biāo)定操作并回到標(biāo)定菜單。當(dāng)最后一個(gè)標(biāo)針被標(biāo)定完后，軟件會(huì)自動(dòng)進(jìn)行矩陣校正計(jì)算。當(dāng)矩陣校正計(jì)算完后，顯示器上會(huì)出現(xiàn)標(biāo)定接收菜單(the Calibration Acceptance Menu)，如圖4-16所示。 圖4-16 標(biāo)定接收菜單 RMS error 值為0.007或更小是有效的。點(diǎn)擊 Yes 鍵來(lái)保留這個(gè)新的標(biāo)定結(jié)果。否則點(diǎn)擊 No 鍵取消標(biāo)定操作然后返回到LPGMS標(biāo)定菜單。9.假如你點(diǎn)擊 Yes 鍵選擇保留這個(gè)新的

39、標(biāo)定結(jié)果，然后屏幕會(huì)顯示1號(hào)攝像機(jī)的標(biāo)定已經(jīng)完成并被保存。 圖4-17 正在更新標(biāo)定文件在屏幕顯示完后，軟件將會(huì)回到LPGMS標(biāo)定菜單。2到5號(hào)攝像機(jī)-左邊10.重復(fù)上面步驟5-9，對(duì)2，3，4和5號(hào)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。11.將激光鑰匙扭到 OFF 位置，然后拔出鑰匙。 6號(hào)攝像機(jī)-右邊12.將標(biāo)定裝置從激光/攝像梁(the laser/camera beam)的左邊卸下，然后安裝到梁右邊的尾槽(the dove tail)中。13.插入激光鑰匙，扭向ON位置。14.重復(fù)步驟5-9，對(duì)6號(hào)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。7-10號(hào)攝像機(jī)-右邊15.重復(fù)步驟5-9，對(duì)7，8，9和10號(hào)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。16.按 Go

40、 back 鍵回到主菜單。17.將激光鑰匙扭向OFF位置，將鑰匙從鑰匙孔拔出。18.從激光/攝像梁的右邊取下標(biāo)定裝置然后放回到存儲(chǔ)箱中。19.將梁旋轉(zhuǎn)到原來(lái)運(yùn)行的位置?？聪旅娴木S護(hù)中梁的懸掛章節(jié)。20.插入激光鑰匙，扭向ON位置。 b.軸編碼器的當(dāng)量數(shù)標(biāo)定方法:由于車(chē)輪磨耗需要經(jīng)常進(jìn)行軸編碼器(shaft encoder)標(biāo)定。車(chē)輪磨耗發(fā)生在運(yùn)行過(guò)程中并且車(chē)體實(shí)際運(yùn)行的距離小于軸編碼器紀(jì)錄的距離值。為了確保LPGMS系統(tǒng)的測(cè)量和位置的精確性，從軸編碼器接受到的每米/英尺的脈沖數(shù)量必須存在系統(tǒng)中。下面步驟被用于（1）確定脈沖數(shù)每米/英尺（PPM或PPF）以及（2）輸入PPM值到系統(tǒng)中。這一操作要

41、根據(jù)用戶(hù)自己的判斷經(jīng)常進(jìn)行。假如系統(tǒng)經(jīng)常需要里程標(biāo)定，那么就應(yīng)該進(jìn)行該標(biāo)定過(guò)程。注意：應(yīng)該保留已紀(jì)錄的PPM值。萬(wàn)一需要重裝該軟件時(shí)，就需要當(dāng)前的PPM值。 1 如要標(biāo)定軸編碼器，需要一段正切軌道。在理想條件下，需要一段長(zhǎng)1公里有標(biāo)記的軌道，長(zhǎng)的或短的也可使用。在這段軌道上應(yīng)將起點(diǎn)和終點(diǎn)標(biāo)記好以使車(chē)上操作員能很容易將車(chē)體停在標(biāo)記點(diǎn)上。兩個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的距離應(yīng)該是在小于0.5公里的距離上誤差不超過(guò)10厘米或更遠(yuǎn)距離上誤差不超過(guò)1米。2 在LPGMS系統(tǒng)中啟動(dòng)io.exe程序然后進(jìn)行該系統(tǒng)常規(guī)操作。從Main Menu ，選擇 LPGMS Diagnostic Menu 然后是 Odometer Sta

42、tus。屏幕中Current Tach Count 值在下面步驟中會(huì)用到。3 將車(chē)體停在起點(diǎn)不要移動(dòng)，記錄速度計(jì)現(xiàn)在的值。4 指揮車(chē)體操作員移動(dòng)車(chē)體到終點(diǎn)位置，要使車(chē)體盡可能停在靠近終點(diǎn)位置。車(chē)體位置對(duì)于在距離小于1公里的軌道上很重要。車(chē)體停在終點(diǎn)時(shí)不應(yīng)前后移動(dòng)。這時(shí)可以記錄當(dāng)前速度計(jì)的值。5 將終點(diǎn)速度計(jì)值減去起點(diǎn)速度計(jì)值，然后用兩點(diǎn)距離值去除，得出的結(jié)果忽略正負(fù)號(hào)就是PPM值。上面步驟至少重復(fù)一次以確保得到一個(gè)一致的值。6 在這段軌道上進(jìn)行多次試驗(yàn)得到的新PPM值，將其輸入到 Scale Odo菜單，這菜單在Utility Menu 中。退出 Odometer Status 和 Diagn

43、ostic 屏幕返回到 Main Menu。從 Main Menu 選擇Parameters 屏幕然后再進(jìn)入Scale Odo 屏幕輸入新的PPM值。新值會(huì)存入Parameters 文件中并在 Parameters 屏幕中顯示。記住要另外記錄這個(gè)新PPM值以防止重裝軟件時(shí)也可以使用該值。 5.4.3 部件維護(hù)1、計(jì)算機(jī)柜1 確定在機(jī)柜架(chassis)上沒(méi)有漏掉的碎片或凹痕。觀(guān)察機(jī)柜架外面確定所有板卡，線(xiàn)以及蓋板都已安裝。檢查每塊板卡都已牢固的插好，螺絲完全擰緊。注意機(jī)柜架有沒(méi)有凹痕；假如有凹痕的話(huà)就應(yīng)打開(kāi)機(jī)柜蓋看看是否有內(nèi)部的損傷。2 察所有內(nèi)部線(xiàn)(internal cables)和插槽(

44、connectors)。觀(guān)察機(jī)柜后背板(the computer chassis back cover)以確定連鎖裝置(interlock)，里程儀(odometer)，攝像機(jī)(camera)，激光器(laser)，監(jiān)視器所連接的線(xiàn)牢固的插在它們各自的插槽里。3 理機(jī)柜內(nèi)外。清掃機(jī)柜架內(nèi)外表面，取出每塊板卡清掃（或用干凈的壓縮空氣）它們兩邊的灰塵和污物，然后將板卡插回他們各自插槽并確定已插好最后擰上螺絲。 注意：計(jì)算機(jī)柜的每個(gè)月維護(hù)的主要取決于機(jī)柜的清潔程度。機(jī)柜架沒(méi)有固定好的話(huà)灰塵和別的污物會(huì)進(jìn)入機(jī)柜內(nèi)部。假如機(jī)柜很干凈那么維護(hù)次數(shù)將會(huì)減少。 2、電源1 檢查輸入電壓，記錄讀數(shù)。檢查并記錄機(jī)

45、柜架交流電輸入電壓值，可接受值應(yīng)該是正常值（230 VAC或110 VAC）±10%。2 檢查輸出電壓，記錄讀數(shù)。在VME架前面的控制板上檢查并記錄5 VDC和12 VDC的直流電輸出電壓值，可接受值應(yīng)當(dāng)是正常值+10%/-5%。 3、風(fēng)扇(fan)和過(guò)濾器(filters)1 確定所有制冷風(fēng)扇的運(yùn)行正常打開(kāi)電源，確定所有風(fēng)扇都轉(zhuǎn)動(dòng)，將不轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)扇換掉。2 用吸塵器清理過(guò)濾器。拿出過(guò)濾器用吸塵器清理。 4、 CPU和內(nèi)存1 運(yùn)行分析測(cè)試。打開(kāi)計(jì)算機(jī)電源，看看自檢分析是否有錯(cuò)誤。 5、鍵盤(pán)注意：不要用任何溶劑，去污劑也不要在鍵盤(pán)上用清潔劑，這都會(huì)對(duì)鍵盤(pán)造成永久傷害使其無(wú)法工作。 1 檢

46、查是否有按鍵不靈。檢查按鍵必要時(shí)換鍵盤(pán)。2 測(cè)試所有按鍵操作。按下然后松開(kāi)每個(gè)按鍵確定都能還原，假如不能還原去掉蓋子用壓縮空氣清潔鍵盤(pán)機(jī)械裝置。假如還是不行的話(huà)就換鍵盤(pán)。3 清潔鍵盤(pán)。用壓縮空氣清理鍵盤(pán)表面的污物。 6、VGA 監(jiān)視器1 清理監(jiān)視器屏幕。用任何一種玻璃清潔器和不起毛的毛巾擦掉VGA監(jiān)視器上的灰塵和手印。2 校正屏幕失真。用VGA監(jiān)視器上的控制鍵調(diào)整屏幕圖像失真，亮度和對(duì)比度。 7、灰白視頻監(jiān)視器1.清理監(jiān)視器屏幕。用任何一種玻璃清潔器和不起毛的毛巾擦掉灰白視頻監(jiān)視器上的灰塵和手印。2 校正屏幕失真。用灰白視頻監(jiān)視器上的控制鍵調(diào)整屏幕圖像失真，亮度和對(duì)比度。 8、軟件1 從冷啟動(dòng)

47、開(kāi)始啟動(dòng)軟件以確保操作正常。根據(jù)指導(dǎo)啟動(dòng)LPGMS軟件，在初始化時(shí)觀(guān)察屏幕程序然后進(jìn)入Main Menu。 注意：假如程序不能啟動(dòng)或無(wú)法進(jìn)入主菜單Main Menu，請(qǐng)聯(lián)系EHRA?？纯词貏t后面的技術(shù)支持這一章。 2.記錄軟件版本號(hào)。 軟件版本號(hào)在啟動(dòng)屏幕上顯示，把版本號(hào)記錄在紙上。 9、激光器溫度和電流1 記錄激光器溫度和電流。在LPGMS的 診斷菜單Diagnostics Menu中按 D 鍵。按 Laser Parameters 鍵看激光參數(shù)顯示，觀(guān)察并記錄每個(gè)激光器的電流和溫度。在工廠(chǎng)是軟件中設(shè)定的激光溫度大概是25度，實(shí)際溫度應(yīng)該是設(shè)置溫度±1度。激光電流應(yīng)該在900毫安和

48、950毫安之間。假如電流超出了激光器的容許范圍，應(yīng)該用位于LTC板上的調(diào)整螺帽(adjustment screw)調(diào)整電流值，同時(shí)觀(guān)察激光參數(shù)顯示。 激光/溫度控制器(LTC3)卡是控制四個(gè)激光溫度的設(shè)置點(diǎn)和驅(qū)動(dòng)電流的。在LTC3板上的四個(gè)三色二極管顯示每個(gè)激光的溫度狀態(tài)。黃色代表激光溫度處于設(shè)置點(diǎn)上，紅色代表溫度過(guò)熱而綠色代表溫度過(guò)低。四個(gè)不同的二極管用于顯示激光器。當(dāng)一個(gè)或一個(gè)以上的二極管亮的話(huà)說(shuō)明激光開(kāi)著。在LTC3板上的四個(gè)電位器可用于調(diào)整每個(gè)激光的驅(qū)動(dòng)電流。驅(qū)動(dòng)電流增加將會(huì)增加激光的輸出電量。下面的步驟詳細(xì)講述如何調(diào)整激光。a. 溫度設(shè)置點(diǎn)的調(diào)整激光溫度設(shè)置點(diǎn)在出廠(chǎng)前進(jìn)行了軟件調(diào)整，

49、用戶(hù)不可改變。在啟動(dòng)時(shí)溫度穩(wěn)定后正常的情況下激光溫度指示燈二極管的顏色是黃色的。注意：假如二極管顏色一直是紅色或綠色的要聯(lián)系廠(chǎng)家。 b. 驅(qū)動(dòng)電流調(diào)整注意：下面的步驟假設(shè)：（1）激光/攝像機(jī)梁處于運(yùn)行位置（平行），（2）已安裝的LPGMS操作系統(tǒng)正在運(yùn)行中。 1 在軟件主菜單中，選擇Parameters鍵來(lái)進(jìn)入?yún)?shù)和工具菜單(the Parameters and Utility Menu)。在參數(shù)和工具菜單里選擇Laser parameters 鍵看激光溫度和電流。2 用一個(gè)平葉片起子(flat-blade screwdriver)，在LTC3板上的電流電位器(the CURRENT pote

50、ntiometer)慢慢的旋轉(zhuǎn)螺絲來(lái)調(diào)節(jié)激光大小。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)會(huì)減少驅(qū)動(dòng)電流；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)會(huì)增加驅(qū)動(dòng)電流。3 在看電流值時(shí)，要調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流值在925毫安±25毫安（900毫安到950毫安）。c. 激光平面的調(diào)整當(dāng)已經(jīng)替換一個(gè)激光放射裝置或者安裝調(diào)整螺絲已經(jīng)擰松并且部件動(dòng)過(guò)，那么用戶(hù)必須要調(diào)整激光面。當(dāng)調(diào)整完成后，兩束成對(duì)的激光必須能投射到同一平面上。重疊的激光要聚成一根連續(xù)的直線(xiàn)。下面步驟詳細(xì)講述如何正確調(diào)整激光面：注意：下面的步驟假設(shè)：（1）激光/攝像機(jī)梁處于維護(hù)位置（垂直），（2）蓋板已從激光/攝像機(jī)梁取出，（3）激光器已安裝好并能和控制線(xiàn)正確連接，（4）已安裝的LPGMS操作系統(tǒng)正

51、在運(yùn)行中。 1 將激光鑰匙扭向OFF位置，將鑰匙從鑰匙孔拔出。2 從標(biāo)定部件尾槽(the calibration dovetail)取出防護(hù)裝置(guard)。從存儲(chǔ)箱取出標(biāo)定部件(the calibration fixture)，然后插入尾槽。3 每根鐵軌都有兩束激光照射。擋住成對(duì)的激光（是還沒(méi)有調(diào)整的那對(duì)）為了激光能被標(biāo)定裝置擋住。4 插入激光鑰匙，扭向ON位置。5 GMS操作系統(tǒng)的主菜單(Main Menu)中，點(diǎn)擊 Calibrate 鍵來(lái)進(jìn)入LPGMS 標(biāo)定菜單(the LPGMS Calibration Menu)。6 LPGMS 標(biāo)定菜單(the LPGMS Calibratio

52、n Menu)點(diǎn)擊攝像機(jī)選擇鍵選擇要調(diào)整的攝像機(jī)，其圖像將出現(xiàn)在黑白監(jiān)視器上。用 UP iris 和DOWN iris 鍵來(lái)調(diào)整攝像機(jī)以能照射到所有你要標(biāo)定的標(biāo)針，不要漏掉任何一個(gè)標(biāo)針。7 松開(kāi)四個(gè)外部調(diào)整螺絲(the outer adjustment screws)（4 mm 的套筒板手頭(socket head)）和用一個(gè)4 mm 的六邊形扳手左右平移凸輪(cam)，直到能看到在屏幕上中間標(biāo)樁的激光點(diǎn)。調(diào)整攝像機(jī)光圈是其顯示出清晰的圖像。8 松開(kāi)四個(gè)內(nèi)部調(diào)整螺絲(the inner adjustment screws)（4 mm 的套筒板手頭(socket head)）并用小號(hào)鉗子旋轉(zhuǎn)激光

53、放射裝置的套管(the barrel of the laser line projector)直到激光點(diǎn)是其他標(biāo)針的一半長(zhǎng)。9.重復(fù)上面的步驟6和7，直到黑白監(jiān)視器上的圖像調(diào)整到最好狀態(tài)。10.小心的擰緊所有調(diào)整固定螺絲，使所有設(shè)置不會(huì)再改變。11.揭開(kāi)已經(jīng)擋住的激光并蓋上已經(jīng)調(diào)整好的激光。12.在LPGMS 標(biāo)定菜單(the LPGMS Calibration Menu)點(diǎn)擊攝像機(jī)選擇鍵選擇要調(diào)整的攝像機(jī)，其圖像將出現(xiàn)在黑白監(jiān)視器上。用 UP iris 和DOWN iris 鍵來(lái)調(diào)整攝像機(jī)以能照射到所有你要標(biāo)定的標(biāo)針，不要漏掉任何一個(gè)標(biāo)針。13.重復(fù)其他未遮擋激光的調(diào)整14.小心的擰緊所有調(diào)整固定螺絲，使所有設(shè)置不會(huì)再改變。15.揭開(kāi)已經(jīng)擋住的激光然后對(duì)激光器進(jìn)行調(diào)整使其在九個(gè)標(biāo)樁上的照射的點(diǎn)能成一條直線(xiàn)。16.將激光鑰匙扭到 OFF 位置，然后拔出鑰匙，關(guān)閉所有的激光。17.從尾槽取下標(biāo)定裝置然后放到一個(gè)安全地方。18.小心的擰緊所有調(diào)整固定螺絲，使所有設(shè)置不會(huì)再改變。19.安裝上激光/攝像機(jī)梁上的蓋板然后將標(biāo)定裝置底座插尾槽中。20.按照標(biāo)定過(guò)程一章作一次系統(tǒng)標(biāo)定。21.從尾槽中取出標(biāo)定裝置，插上防護(hù)裝置然后將標(biāo)定裝置放到存儲(chǔ)箱中。10、攝像機(jī)1. 檢查所有攝像機(jī)的位置。把標(biāo)定裝置安裝到激光/攝像機(jī)梁上點(diǎn)擊 Calibrate 鍵