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接触线几何参数CCD交汇测量分辨率及精度分析

潘雪涛,  高晓俭,  谷牧,  孟飞,  蔡建文

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潘雪涛, 高晓俭, 谷牧, 孟飞, 蔡建文. 接触线几何参数CCD交汇测量分辨率及精度分析[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3627-3632.
引用本文: 潘雪涛, 高晓俭, 谷牧, 孟飞, 蔡建文. 接触线几何参数CCD交汇测量分辨率及精度分析[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3627-3632.
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Pan Xuetao, Gao Xiaojian, Gu Mu, Meng Fei, Cai Jianwen. Resolution and accuracy analysis of CCD intersection measuring on contact wire geometry parameters[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(11): 3627-3632.
Citation: Pan Xuetao, Gao Xiaojian, Gu Mu, Meng Fei, Cai Jianwen. Resolution and accuracy analysis of CCD intersection measuring on contact wire geometry parameters[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(11): 3627-3632.
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接触线几何参数CCD交汇测量分辨率及精度分析

  • 1.

    常州工学院 光电工程学院,江苏 常州 213002;

  • 2.

    上海大学 机电工程与自动化学院,上海 200072;

  • 3.

    常州市光电子材料与器件重点实验室,江苏 常州 213002

基金项目: 

江苏省教育厅自然科学研究项目(13KJD460001);江苏省"青蓝工程"优秀青年骨干教师培养项目;国家级大学生创新创业训练计划

详细信息
    作者简介:

    潘雪涛(1973-),男,副教授,主要从事激光微纳加工、信息处理、光电检测技术等方面的研究.Email:pxtpqz@163.com

  • 中图分类号: TN206

Resolution and accuracy analysis of CCD intersection measuring on contact wire geometry parameters

  • 1.

    School of Optoelectronic Engineering,Changzhou Institute of Technology,Changzhou 213002,China;

  • 2.

    School of Mechatronical Engineering and Automation,Shanghai University,Shanghai 200072,China;

  • 3.

    Changzhou Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Devices,Changzhou 213002,China

  • 摘要: 采用双CCD交汇测量技术对电力机车接触导线磨损面边界点进行精确定位,可以实现导线高度、拉出值、磨损宽度等几何参数的非接触实时测量,而边界点定位精度及分辨率会受测量系统的光学参数、结构参数等的影响.基于交汇测量机理,推导出了接触线几何参数测量的表达式,详细分析了分辨率和测量精度与边界点位置、CCD像元尺寸、成像镜头焦距、两CCD之间的距离、交汇仰角等参数之间的关系,并进行了数值模拟.在此基础上,结合测量条件及技术指标完成了各参数的优化设计,得到了理论上能达到的最佳测量精度和分辨率,同时对测量装置的制作和安装提出了合理化的建议.
    Abstract: Dual CCD intersection measurement techniques are used for precise positioning the abrasive surface boundary points of electric locomotives' contact wire, the wire height, stagger values, abrasive width and other geometric parameters can receive non-contact and real-time measurements. The accuracy and resolution of positioning boundary points are limited by optical parameters of the measurement system, the impact of structural parameters, and so on. According to the dual CCD intersection measurement principle, a mathematics model of contact wire geometry measurement was established, the resolution and accuracy of the boundary positions, CCD pixel size, the imaging lens focal length, the distance between the two CCD, the relationship between intersection angle, and other parameters were analyzed in detail, and numerical simulations were made. Based on this, by means of the measurement conditions and technical specifications, the optimization of the parameters was completed, the optimum measurement accuracy and resolution which theoretically can be achieved was obtained, and meanwhile, rational measures were put forward for the production and installation of measuring devices.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-03-18
  • 修回日期:  2014-04-16
  • 刊出日期:  2014-11-25

接触线几何参数CCD交汇测量分辨率及精度分析

  • 1. 常州工学院 光电工程学院,江苏 常州 213002;
  • 2. 上海大学 机电工程与自动化学院,上海 200072;
  • 3. 常州市光电子材料与器件重点实验室,江苏 常州 213002
    • 作者简介:

    潘雪涛(1973-),男,副教授,主要从事激光微纳加工、信息处理、光电检测技术等方面的研究.Email:pxtpqz@163.com

  • 收稿日期: 2014-03-18
  • 修回日期: 2014-04-16
  • 刊出日期: 2014-11-25
基金项目:

江苏省教育厅自然科学研究项目(13KJD460001);江苏省"青蓝工程"优秀青年骨干教师培养项目;国家级大学生创新创业训练计划

  • 中图分类号: TN206

摘要: 采用双CCD交汇测量技术对电力机车接触导线磨损面边界点进行精确定位,可以实现导线高度、拉出值、磨损宽度等几何参数的非接触实时测量,而边界点定位精度及分辨率会受测量系统的光学参数、结构参数等的影响.基于交汇测量机理,推导出了接触线几何参数测量的表达式,详细分析了分辨率和测量精度与边界点位置、CCD像元尺寸、成像镜头焦距、两CCD之间的距离、交汇仰角等参数之间的关系,并进行了数值模拟.在此基础上,结合测量条件及技术指标完成了各参数的优化设计,得到了理论上能达到的最佳测量精度和分辨率,同时对测量装置的制作和安装提出了合理化的建议.

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