[發(fā)明專利]一種BIM和三維點(diǎn)云融合的接觸網(wǎng)裝置參數(shù)檢測方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710615510.3
• 申請(qǐng)日: 2017-07-26
• 公開（公告）號(hào): CN107578400B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓志偉;劉文強(qiáng);劉志剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T5/00;G06T7/30
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 劉凱

本發(fā)明公開一種BIM和三維點(diǎn)云融合的接觸網(wǎng)裝置參數(shù)檢測方法，通過實(shí)時(shí)采集接觸網(wǎng)支撐裝置的三維點(diǎn)云圖像；對(duì)接觸網(wǎng)支撐裝置點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)去噪及結(jié)構(gòu)平面檢測矯正；建立接觸網(wǎng)BIM模型，并對(duì)其進(jìn)行點(diǎn)云化處理，生成標(biāo)準(zhǔn)的接觸網(wǎng)支撐裝置點(diǎn)云數(shù)據(jù)；將預(yù)處理后的接觸網(wǎng)支撐裝置點(diǎn)云數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)的接觸網(wǎng)支撐裝置點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)支撐裝置點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)分割；對(duì)接觸網(wǎng)支撐裝置點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割后的局部區(qū)域進(jìn)行圓柱體結(jié)構(gòu)部件提取，計(jì)算接觸網(wǎng)支撐裝置幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)。本發(fā)明有效的縮減了系統(tǒng)的處理時(shí)間，提高了系統(tǒng)檢測的精確性及實(shí)時(shí)性，較好地解決了高速鐵路接觸網(wǎng)支撐裝置幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)在線檢測對(duì)實(shí)時(shí)性和精度性的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高速鐵路接觸網(wǎng)在線檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種BIM和三維點(diǎn)云融合的接觸網(wǎng)裝置參數(shù)檢測方法。

背景技術(shù)

隨著高速電氣化列車的發(fā)展，鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩宰兊迷絹碓街匾＝佑|網(wǎng)作為高速鐵路供電系統(tǒng)最為重要的設(shè)備之一，其接觸線和受電弓的良好接觸是保證電力機(jī)車穩(wěn)定受流的關(guān)鍵。接觸線被安裝固定在接觸網(wǎng)支撐裝置的定位器上，一旦接觸網(wǎng)支撐裝置發(fā)生故障或異常，將引起接觸網(wǎng)性能下降，甚至導(dǎo)致接觸網(wǎng)故障，直接影響電力機(jī)車的供電安全。

目前國內(nèi)外對(duì)接觸網(wǎng)支撐裝置幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)檢測的方法主要有：基于三角測距原理的激光測距和基于CCD(或CMOS)攝像機(jī)的圖像檢測。這些方法都取得了一定的效果，但同時(shí)存在著諸多的不足。例如用人工進(jìn)行激光測距檢測，可以達(dá)到一定的檢測精度，但是測量過程繁瑣，需對(duì)不同的結(jié)構(gòu)點(diǎn)位進(jìn)行檢測，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，檢測效率很低。相較而言，采用CCD(或CMOS)攝像機(jī)的圖像檢測法雖然精度還無法媲美人工檢測，但是其幾乎彌補(bǔ)了前者所有的缺陷，但是由于接觸網(wǎng)支撐裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)存在遮擋等問題，給各部件的邊緣提取和識(shí)別檢測帶來了一定的挑戰(zhàn)和困難。

隨著三維成像及檢測技術(shù)快速發(fā)展，傳統(tǒng)的基于二維圖像數(shù)據(jù)檢測方法的不足將得到極大的補(bǔ)充和提升。因此基于三維成像的檢測技術(shù)將是接觸網(wǎng)支撐裝置幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)檢測的發(fā)展趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高接觸網(wǎng)支撐裝置各部件識(shí)別檢測的精確性、實(shí)時(shí)性和檢測效率的BIM和三維點(diǎn)云融合的接觸網(wǎng)裝置參數(shù)檢測方法。技術(shù)方案如下：

一種BIM和三維點(diǎn)云融合的接觸網(wǎng)裝置參數(shù)檢測方法，包括以下步驟：

步驟A：通過安裝架設(shè)于檢測車頂?shù)娜S掃描儀，對(duì)接觸網(wǎng)支撐裝置進(jìn)行連續(xù)拍攝，實(shí)時(shí)采集接觸網(wǎng)支撐裝置的三維點(diǎn)云圖像；

步驟B：對(duì)接觸網(wǎng)支撐裝置點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)去噪及結(jié)構(gòu)平面檢測矯正；

步驟C：建立接觸網(wǎng)BIM模型，并對(duì)其進(jìn)行點(diǎn)云化處理，生成標(biāo)準(zhǔn)的接觸網(wǎng)支撐裝置點(diǎn)云數(shù)據(jù)；將預(yù)處理后的接觸網(wǎng)支撐裝置點(diǎn)云數(shù)據(jù)與上述標(biāo)準(zhǔn)的接觸網(wǎng)支撐裝置點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)支撐裝置點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)分割；

步驟D：對(duì)接觸網(wǎng)支撐裝置點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割后的局部區(qū)域進(jìn)行圓柱體結(jié)構(gòu)部件提取，計(jì)算接觸網(wǎng)支撐裝置幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)。

進(jìn)一步的，所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)去噪的具體方法為：

計(jì)算點(diǎn)云數(shù)據(jù)中各點(diǎn)距離其最近臨近點(diǎn)的平均距離dist_i：

式中，P_i^j為點(diǎn)P_i第j個(gè)近臨點(diǎn)，K_near為點(diǎn)P_i所有近臨點(diǎn)的個(gè)數(shù)；num為點(diǎn)云數(shù)據(jù)所有點(diǎn)云個(gè)數(shù)；

計(jì)算點(diǎn)云數(shù)據(jù)中各點(diǎn)距離的平均值μ及各點(diǎn)距離的標(biāo)準(zhǔn)差σ：

則距離閾值disThreshold為：disThreshold＝μ+σ；