Beschleunigungssignal ermöglicht präzise Welligkeitsmessung mit bewegtem Abstandssensor (Precise Corrugation Measurement from Moving Platforms: Creating a Virtual Reference Line by Using Acceleration Sensors)
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A. Blug
Abstract
Laserbasierte Abstandsmessgeräte wie Triangulationssensoren erreichen Messgenauigkeiten von wenigen Mikrometern bei Bandbreiten von über zehn Kilohertz. Sie eignen sich daher für schnelle und hochpräzise Messungen, auch an bewegten Objekten von bewegten Plattformen. Falls eine Sensorbewegung notwendig ist, ist es jedoch häufig aufwändig oder sogar unmöglich, den Sensor selbst mit einer entsprechenden Genauigkeit zu führen. Das Abstandssignal allein erlaubt keine Trennung zwischen der Sensorbewegung und dem eigentlichen Messwert. Deshalb wurde mit Hilfe eines Beschleunigungssensors eine virtuelle Referenz erzeugt, die es ermöglicht, den Anteil der Sensorbewegungen im Abstandssignal zu kompensieren. In einer ersten Anwendung wurde von einem fahrenden Zug aus die Welligkeit der Schienenoberfläche mit einer spektralen Genauigkeit von bis zu 10 μm gemessen, wobei der Sensor Vertikalbewegungen des Zugs von etwa 10 mm ausgesetzt war. Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind die Messung der Fahrbahnunebenheit oder die schnelle Vermessung von ruhenden Objekten mittels eines bewegten Sensors, beispielsweise in der industriellen Produktion.
Abstract
Laser distance measurement systems such as triangulation sensors offer an accuracy in the range of several micrometers at a bandwidth of 10 kHz or even higher. Their speed is therefore sufficient to measure from moving platforms, but it is difficult or often impossible to guide the platform with a precision comparable to the measurement accuracy. To compensate this uncertainty of the relative position of the measurement system an acceleration sensor was used to establish a virtual reference line for the distance value measured. The first application was the corrugation measurement of the rail head with a spectral accuracy better than 10 μm from a running train superimposed to a vertical movement of about 10 mm. Further applications might be pavement quality control or flatness control of any stationary object measured from a moving sensor.
© 2003 Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH
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