[發(fā)明專利]一種鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310544461.0
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103552570A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳強;劉麗瑤;劉成龍;佘毅;楊瑩輝;郭良浩;王鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: B61D15/08
• 分類號: B61D15/08;B61K9/08
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于高速鐵路軌道幾何平順性測量，具體是運用近景攝影測量技術(shù)對軌道幾何平順性進行檢測的領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著我國高速鐵路的大規(guī)模建設(shè)，陸續(xù)投入運營的鐵路數(shù)量日益增多，高速鐵路正逐漸作為一種快捷舒服、運載量大、低碳環(huán)保的運輸方式，成為我國交通運輸?shù)闹匾еＨ欢咚倭熊囋陂L期運行過程中，由于輪軌動力反復(fù)作用以及工后沉降等諸多因素影響，軌道線形易發(fā)生幾何變形。為保障列車高速、安全、平穩(wěn)運行，必須加強對鐵路軌道幾何狀態(tài)的精確檢測，尤其是面臨我國高速鐵路數(shù)量巨大的特殊性和軌道檢測的高精度技術(shù)要求，對軌道幾何狀態(tài)測量技術(shù)提出了嚴峻挑戰(zhàn)。

目前最常用的軌道檢測設(shè)備是基于全站儀和軌檢小車的檢測系統(tǒng)，這種測量技術(shù)檢測精度較高，已為我國高速鐵路初期建設(shè)的軌道精調(diào)提供了重要的技術(shù)支撐。然而，該系統(tǒng)是基于手推式的軌道逐點接觸測量，外業(yè)勞動強度大，移動測量可行性不強，在檢測點的分布密度、測量效率等方面都有待進一步改善，并且受到高額成本的進口全站儀設(shè)備限制。考慮到我國高速鐵路軌道檢測數(shù)量巨大，因此亟待探索一種能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、高精度的軌道檢測技術(shù)，改進和補充當前全站儀和軌檢小車這種單一檢測系統(tǒng)的不足。

發(fā)明專利內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點，本發(fā)明專利的目的是提供一種具有高精度、高效率的軌道幾何平順性檢測方法，并使之具有相對低成本的優(yōu)點。

本發(fā)明專利的目的是通過如下的手段實現(xiàn)的。

使用兩臺數(shù)碼相機A₁和A₂、鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置B、全站儀C和棱鏡D實現(xiàn)軌道幾何平順性的檢測。在鐵路軌道E上布設(shè)像控點標志F，在像控點標志F上架設(shè)棱鏡D，全站儀C量測得到像控點標志中心坐標；將鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置B放置在鐵路軌道上，數(shù)碼相機A₁和A₂穩(wěn)定安放在裝置B上，相機主光軸與軌道面近似垂直，在裝置B移動的過程中，數(shù)碼相機A₁和A₂同時采集軌道影像，分別得到左軌道影像和右軌道影像；將獲取的軌道影像進行處理，提取軌道影像特征點并匹配，沿軌向方向分別對左、右軌道影像做連續(xù)像對相對定向和模型連接，將像控點坐標帶入完成絕對定向，得到軌道點地面三維坐標，聯(lián)合左右軌道數(shù)據(jù)進行自檢校光束法區(qū)域網(wǎng)平差，得到精確的軌道點地面三維坐標，從而獲得軌道外形尺寸及其幾何平順性參數(shù)。

采用本發(fā)明的方法，在對一段軌道進行檢測時，在軌道上布設(shè)像控點標志F，像控點標志F分別布設(shè)在軌道的開始部位、中間部位和結(jié)束部位，在像控點標志F上架設(shè)棱鏡D，全站儀C量測得到像控點標志中心坐標，像控點布設(shè)數(shù)量較少，操作簡單，可快速獲得像控點坐標。在獲取軌道影像時，數(shù)碼相機A₁和A₂穩(wěn)定安放在鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置B上，相機主光軸與軌道面近似垂直。數(shù)碼相機A₁和A₂在裝置B移動的同時采集軌道影像，可快速獲取軌道目標大量的幾何信息，可獲得大面積連續(xù)的長軌道影像。軌道影像的處理采用基于近景攝影測量的空間解析幾何模型和數(shù)字圖像處理技術(shù)，計算軌道表面連續(xù)的三維坐標，可得到軌道任意長短波的平順性檢測。本發(fā)明的方法具有操作簡單、采集效率高、測量精度高，并可獲取任意長短波軌道幾何平順性的特點與優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量方法的位置關(guān)系圖。

圖2為本發(fā)明使用的鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置的外觀圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明專利作進一步說明。

由圖1可看到本發(fā)明方法所使用設(shè)備的位置關(guān)系，測量時，A₁、A₂為數(shù)碼相機，B為鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置，C為全站儀，D為棱鏡，E為鐵路軌道，F(xiàn)為像控點標志。測量過程：在鐵路軌道E上布設(shè)像控點標志F，在像控點標志F上架設(shè)棱鏡D，全站儀C量測得到像控點標志中心坐標，將鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置B放置在鐵路軌道上，數(shù)碼相機A₁、A₂穩(wěn)定安放在裝置B上，在裝置B移動的過程中，數(shù)碼相機A₁和A₂同時采集軌道影像，分別得到左軌道影像和右軌道影像。計算結(jié)果：軌道點地面三維坐標和軌道幾何平順性參數(shù)。

結(jié)合圖2可看到，鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置B的結(jié)構(gòu)：相機承載平臺100上對稱設(shè)置有用于固定兩臺相機的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，具有相同的尺寸，兩臺相機位于同一水平面上，平臺100通過鎖緊螺絲與連接支架200相連；計算機承載架300固定在連接支架200上；可放置計算機的平板310聯(lián)接在計算機承載架300上，計算機放置在平板310上；所述的連接支架200通過螺絲鎖緊相連在底座500，底座500為具有四個滾輪510的可移動平臺。