[發明專利]基于車載Lidar點云的鐵路軌道軌距和水平參數測量方法有效
| 申請號： | 201810414013.1 | 申請日： | 2018-05-03 |
| 公開（公告）號： | CN108657222B | 公開（公告）日： | 2019-06-07 |
| 發明（設計）人： | 張同剛;陳丞;李世超;焦鎮陽 | 申請（專利權）人： | 西南交通大學 |
| 主分類號： | B61K9/08 | 分類號： | B61K9/08;G06T17/00;G06T7/60 |
| 代理公司： | 成都信博專利代理有限責任公司 51200 | 代理人： | 劉凱 |
| 地址： | 610031 四川省成都市*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 點云 軌道模型 軌距 水平參數 鋼軌模型 鐵路軌道 工作邊 匹配 踏面 軌道 測量 測量鐵路軌道 鐵路軌道測量 高精度測量 幾何參數 技術支撐 距離調整 迭代 構建 重復 | ||
1.一種基于車載Lidar點云的鐵路軌道軌距和水平參數測量方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：按照標準軌距構建包括左右鋼軌的三維的軌道模型（1），并在軌道模型（1）上分別標定左右鋼軌的工作邊（2）、上踏面（3）和軌頂中心（4），以及工作邊（2）中距軌頂面16mm處的位置（5）；
S2：將車載Lidar鋼軌點云與軌道模型（1）做初始匹配，調整軌道模型的位置和姿態使其與車載Lidar鋼軌點云一致；
S3：建立軌道模型左右鋼軌的工作邊（2）及上踏面（3）與車載Lidar鋼軌點云的對應關系，并根據最小二乘法求解匹配參數；根據匹配參數對模型的姿態和位置進行調整，并計算：
左側鋼軌模型工作邊與車載Lidar鋼軌點云中對應位置的距離d1，
左側鋼軌模型上踏面與車載Lidar鋼軌點云中對應位置的距離d2，
右側鋼軌模型工作邊與車載Lidar鋼軌點云中對應位置的距離d3，
右側鋼軌模型上踏面與車載Lidar鋼軌點云中對應位置的距離d4；
根據d1和d3的均值修正軌道模型的軌距調整參數，使得模型軌距接近真實軌距；
S4：重復步驟S3，迭代進行，直到d1、d2、d3和d4均小于設定的閾值為止；
S5：匹配完成后的軌道模型的左右鋼軌軌頂中心（4）的Z坐標差即為軌道的水平參數；匹配完成后的軌道模型的左右鋼軌工作邊中距軌頂面16mm處的位置（5）的距離即為軌距參數；
所述S2的具體方法為：
S21：分別計算車載Lidar鋼軌點云和軌道模型的重心坐標；
S22：基于鋼軌模型中左側軌頂中心計算左側鋼軌模型的主方向，并基于PCA算法計算車載Lidar鋼軌點云中左側鋼軌點云的主方向；
S23：平移軌道模型使其重心與車載Lidar鋼軌點云的重心重合，并旋轉軌道模型使左側鋼軌模型的主方向與車載Lidar鋼軌點云中左側鋼軌點云的主方向一致。
2.根據權利要求1所述的基于車載Lidar點云的鐵路軌道軌距和水平參數測量方法，其特征在于，所述軌道模型（1）長度為1m，左右鋼軌的初始軌距為1435mm。
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