[發明專利]一種基于點云訓練模型的接觸網吊弦檢測的方法

有效

• 申請號: 202010172929.8
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN113310450B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 何澤民;閆正洋;廖雅珺
• 申請（專利權）人: 廣東中科如鐵技術有限公司
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20;G01B21/02;G01B21/08;G01S17/86;G06T7/00;G06T7/10
• 代理公司: 廣州渣津專利代理事務所(特殊普通合伙) 44516
• 代理人: 曾妮;陸思宇

1.一種基于點云訓練模型的接觸網吊弦檢測的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一，獲取接觸網吊弦和接觸線、承力索三維點云數據；

步驟二，利用直線算法分割出接觸線和承力索，在此基礎上利用吊弦在接觸線和承力索安裝關系分離出吊弦點云區域；

步驟三，對吊弦點云區域進行濾波，提取出有效吊弦點云；

步驟四，設定不同規格吊弦樣本m個，每個樣本吊弦提取n份不同檢測次數的點云數據，重復迭代確定吊弦點云數據特征；

步驟五，將吊弦點云數據特征應用于動態吊弦檢測，計算出吊弦點的導高和拉出值；

所述步驟四的過程包括如下步驟：

S1：設定普鐵吊弦、高鐵吊弦各樣本m個，m大于10，每個樣本重復檢測n次，n大于1000，則樣本數據至少為2×(m×n)份；

S2：每分樣本數據以最低點和最高點為兩端，連接成一條空間直線，計算所有點沿著這條直線分布的離散度λ：

S3：用所有樣本數據迭代計算出最小離散λ和樣本數據在Z軸上分布的有效最大距離d，作為吊弦的判別特征；

S4：在2×(m×n)份樣本數據上驗證吊弦特征系數λ和d，若驗證通過，則輸出特征系數λ和d，并進入所述步驟五，若驗證不通過，則重復所述步驟三。

2.根據權利要求1所述的基于點云訓練模型的接觸網吊弦檢測的方法，其特征在于，所述步驟一的過程包括如下步驟：

S1：將高精度激光安裝在檢測裝置上，并在檢測裝置上安裝光電編碼傳感器和直線位移傳感器，光電編碼傳感器用來檢測檢測裝置的位移，直線位移傳感器用來測量軌距偏移，軌距作為吊弦拉出值計算依據；

S2：檢測裝置沿著鐵軌移動，激光雷達持續掃描接觸線、承力索、吊弦；

S3：激光雷達持續掃描的測量點數據和光電編碼器返回位置數據同步構成測量點的三維點云數據，送到檢測裝置的數據處理中心。

3.根據權利要求1所述的基于點云訓練模型的接觸網吊弦檢測的方法，其特征在于，所述步驟二的過程包括如下步驟：

S1：通過RANAC直線隨機分割，分割出測量出的接觸線點云，計算出每個位置對應接觸線的X、Y坐標；

S2：根據承力索和接觸線的空間位置關系，通過RANAC直線隨機分割，分割出測量出的承力索點云，計算出每個位置對應承力索的X、Y坐標

S3：根據吊弦形狀和安裝在接觸線、承力索間的空間結構，當出現多個在承力索和接觸線間的空間點時，轉到第三步處理。

4.根據權利要求1所述的基于點云訓練模型的接觸網吊弦檢測的方法，其特征在于，所述步驟三的過程包括如下步驟：

S1：首先根據吊弦安裝空間位置和結構進行數據過濾，保留軌道上方的點云，去除支柱、定位器對跟吊弦無關聯的點云；

S2：在測量吊弦過程，霧天、灰塵天氣，隧道壁的反射會對雷達返回結果產生干擾，不同型面材料對雷達測量返回的信號強度也會產生干擾，此時會產生測量物面的一些孤點，為雷達測量結果中的噪聲點，本方法進一步采用統計濾波，反復比較霧天、灰塵天氣，隧道里檢測到的吊弦點云，根據區域點密度和點反射率統計，確定有效點符合正態分布，計算出統計濾波的過濾閥值；

S3：將統計濾波閥值應用在每個吊弦點云數據上進行過濾，得出吊弦的有效點集合。

5.根據權利要求1所述的基于點云訓練模型的接觸網吊弦檢測的方法，其特征在于，所述步驟五的過程包括如下步驟：

S1：進一步的動態檢測過程中，在第三步提取出有效吊弦點云基礎上，用吊弦特征系數λ和d判斷出是否是吊弦；

S2：計算該吊弦點的導高和拉出值。