高速道岔磨耗非接触数字化测量系统的建模与算法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51305368
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0506.机械设计学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Railway switch has its importance on trains moving performance and driving safety as key equipment on the railway line. High-speed switch influences the safety and comfortableness of trains greatly as crucial parts of high-speed and passenger special railway track structure. Due to the complexity of tongue rail, nose rail and frog, it is difficult to describe the wear of switch intuitively with the measurement results from general calipers. Thus, current measurement equipment and methods cannot fulfill the requirement of high-speed switch wear. To resolve above problems in high-speed switch wear measurement, a non-contact digital high-speed switch wear measurement system is proposed. The theoretical model of the system is established based on conformal geometric algebra, and the uniform description of geometrical objects, geometrical transform and geometrical relationship in the system are presented. On this basis, the 3D point clouds reconstruction of the system high-speed switch is studied, and the work tread is recognized by the Fourier descriptor based conformal geometric algebra from the point clouds. By the comparison between the constructed work tread and standard CAD design model, the measurement of high-speed switch is implemented. It provides the theoretical support and technical storage for the evaluation of comfortableness and safety of the high-speed switch. Simultaneously, there are also significance for the monitoring and measurement for other important parts of high-speed railway track on both theory and engineering aspects.
道岔是铁路线路的关键设备,对列车的通过性能和行车安全起着重要的作用。高速道岔作为高速铁路和客运专线轨道结构的关键, 对列车运行安全和运行品质具有重大影响。由于高速道岔的尖轨、心轨和辙叉的工作踏面曲面的复杂性,使通常的卡尺检测的结果难以直观地描述道岔的磨耗,现有的测量设备和方法已不能满足当前高速道岔磨耗检测的要求。本项目针对高速道岔磨耗测量的需求,提出一种高速道岔非接触数字化测量系统,以共形几何代数为工具建立高速道岔磨耗检测系统理论模型,给出系统中几何对象、几何变换和几何关系的统一表达。在此基础上研究高速道岔的三维重建,通过基于共形几何代数的傅里叶描述算子,实现高速道岔工作踏面特征的提取,并将构建的三维模型与高速道岔的设计模型进行比较,完成高速道岔磨耗的测量,为评价高速道岔的舒适性和安全性提供理论支持和技术储备,同时对高铁轨道其它关键零部件结构的测量与监控也具有重要的理论意义和工程价值。

结项摘要

本项目针对高速道岔磨耗测量的需求,提出一种高速道岔非接触数字化测量方法,以共形几何代数为工具建立高速道岔磨耗检测系统理论模型,对系统的三维重建进行描述,将图像处理功能与三维重建功能集成为系统的软件模块,形成完整的高速道岔磨耗的非接触数字化测量系统。为了让目标检测面尽可能的位于测量系统的清晰成像范围内以获得高质量的变形信息图像,提出了测量视角优化的方法,采集完整的点云数据,在此基础上研究了点云拼接、工作面的识别以及与CAD标准模型的离散化算法,引入PFH算子对识别得到的轨顶的平面和曲面进行描述,得到其K邻域特征用于粗配准,并在OpenCL的框架下对计算进行了并行加速,选取非工作面进行了ICP精确配准,将配准得到的模型用于磨耗量的计算。开展了高速道岔磨耗非接触数字化测量系统的实验研究,验证了系统的磨耗计算精度。为评价高速道岔的舒适性和安全性提供理论支持和技术储备,同时对高铁轨道其它关键零部件结构的测量与监控也具有重要的理论意义和工程价值。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(0)
高铁钢轨的三维结构光检测及视角优化研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    机械设计与制造
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张利斌;王培俊;张骁;李文涛
  • 通讯作者:
    李文涛
Virtual Interaction System Based on Optical Capture
基于光学捕捉的虚拟交互系统
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Sensors and Transducers
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈鹏
  • 通讯作者:
    陈鹏

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其他文献

频率无偏估计的有限冲激响应自适应陷波器方法研究
  • DOI:
    10.16798/j.issn.1003-0530.2021.04.013
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    信号处理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李明;涂亚庆;万平;肖玮;陈鹏
  • 通讯作者:
    陈鹏
车-轨-桥耦合振动相似试验模型设计与校验
  • DOI:
    10.19713/j.cnki.43-1423
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    铁道科学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗锟;姜兴;王鹏生;李琼;陈鹏
  • 通讯作者:
    陈鹏
哈尔滨市区洪灾风险空间演变模式
  • DOI:
    10.13476/j.cnki.nsbdqk.2016.06.005
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    南水北调与水利科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈鹏;张继权;孙滢悦;张立峰;刘家福
  • 通讯作者:
    刘家福
家蚕CRISPR/Cpf1基因编辑系统建立
  • DOI:
    10.13345/j.cjb.210126
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    生物工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董战旗;秦琪;张新铃;李柯洁;陈鹏;潘敏慧
  • 通讯作者:
    潘敏慧
基于小样本度量迁移学习的表面缺陷检测
  • DOI:
    10.16451/j.cnki.issn1003-6059.202105003
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    模式识别与人工智能
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄健;郑春厚;章军;王兵;陈鹏
  • 通讯作者:
    陈鹏

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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