[發明專利]通用CRTSⅢ型無砟軌道板關鍵幾何尺寸加工偏差快速檢測方法

有效

• 申請號: 201810425123.8
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108662997B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 張同剛;李世超;張獻州;陳丞;安炯
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00;G01B11/00
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 劉凱

1.一種通用CRTSⅢ型無砟軌道板關鍵幾何尺寸加工偏差快速檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：根據CRTSⅢ型軌道板的設計形狀和尺寸建立獨立軌枕三維模型，再根據軌枕數、軌枕間隔、第一個軌枕到板首端和最后一個軌枕到板末端距離四個參數，通過軌枕三維模型組合建立不同型號的軌道板三維模型；

S2：采用模板驅動的方法完成承軌臺點云分割，將承軌臺點云中對應的承軌面（1）、內側和外側的鉗口面（2）作為三個關鍵面，分別進行標記，并確定承軌臺點云中對應的預埋套管中心（3）位置和預埋套管半徑；

S3：采用顧及承軌臺結構特征的點云降采樣法對承軌臺點云進行壓縮；

S4：采用附加預埋套管中心縱向偏差約束的最小二乘表面配準算法進行將左右承軌臺所述三個關鍵面的點云與軌道板中對應軌枕的三維模型對齊；

所述S4具體為：將左右承軌臺點云與軌枕模型分別進行配準，配準過程首先以表面法線方向為準，建立承軌面（1）及其內、外側鉗口面（2）與承軌臺點云中各點的對應關系；然后基于剛體模型原理建立模型與點云之間的匹配方程，利用最小二乘技術對該方程進行迭代求解獲得模型與點云之間的轉換參數；在每次迭代結束后，利用S2中確定的預埋套管中心位置對模型和點云在L軸方向上的偏差進行調整；然后繼續迭代，直到模型與表面之間的偏差小于設定的閾值，配準完成；S5：根據CRTSⅢ型軌道板設計參數的定義，在承軌臺點云上完成待檢測參數的量測計算，并與設計參數相比較，得到軌道板幾何尺寸的加工偏差。

2.根據權利 要求1所述的通用CRTSⅢ型無砟軌道板關鍵幾何尺寸加工偏差快速檢測方法，其特征在于，所述待檢測參數包括：同一承軌槽兩相鄰套管中心距、預埋套管凸起高度、預埋套管歪斜、預埋套管處承軌臺橫向位置偏差、預埋套管處承軌臺垂向位置偏差、單個承軌臺鉗口距離、承軌面與鉗口面夾角、承軌面坡度、承軌臺間外鉗口間距和承軌臺外鉗口距外側套管中心距。

3.根據權利 要求1所述的通用CRTSⅢ型無砟軌道板關鍵幾何尺寸加工偏差快速檢測方法，其特征在于，所述采用模板驅動的方法完成承軌臺點云分割具體為：在點云局部掃描坐標系內，以軌枕三維模型中承軌面（1）為基礎，去掉點云中對應的由外邊緣向內2~3cm的局部范圍，并去掉以預埋套管中心（3）為圓心，半徑為3~4cm的局部范圍，建立承軌面模板（4）；以軌枕三維模型中內側和外側的鉗口面（2）為基礎，去掉點云中對應的由外邊緣向內1~2cm的局部范圍，建立內側和外側的鉗口面模板（5）。

4.根據權利 要求1所述的通用CRTSⅢ型無砟軌道板關鍵幾何尺寸加工偏差快速檢測方法，其特征在于，所述確定預埋套管中心（3）位置和預埋套管半徑的方法為：在承軌臺承軌面點云上提取預埋套管的邊界點進行參數擬合；其中利用Alpha-Shape算法提取預埋套管的邊界點，然后利用加權最小二乘法擬合圓的方法得到預埋套管中心的坐標及預埋套管半徑。

5.根據權利 要求1所述的通用CRTSⅢ型無砟軌道板關鍵幾何尺寸加工偏差快速檢測方法，其特征在于，所述采用顧及承軌臺結構特征的點云降采樣法對承軌臺點云進行壓縮具體為：對承軌面（1）、內側和外側的鉗口面（2）三個關鍵面對應的點云按比例參數1進行抽稀；承軌面內預埋套管區域的點密度保持不變，對承軌臺點云中除承軌面（1）、內側和外側鉗口面（2）以及預埋套管區域以外的點云按照比例參數2進行抽稀，且比例參數1小于比例參數2。