[發明專利]一種接觸網隧道吊柱的動態測量方法

在審

• 申請號: 202011207650.5
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112363178A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 何澤民;閆正洋;廖雅君
• 申請（專利權）人: 廣東中科如鐵技術有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01B11/14;G01C22/00
• 代理公司: 深圳至誠化育知識產權代理事務所(普通合伙) 44728
• 代理人: 劉英

本發明涉及軌道列車接觸網檢測技術領域，具體涉及一種接觸網隧道吊柱的動態測量方法，該測量方法利用激光雷達掃描的點云數據，結合光電編碼器測出的里程、直線位移傳感器測出的軌距，構建隧道吊柱的三維模型數據，對不同設計規格、不同場景的隧道吊柱進行模型訓練學習，得出不同設計規格隧道吊柱的計算閥值，進而快速、準確檢測隧道吊柱。

技術領域

本發明涉及軌道列車接觸網檢測技術領域，具體涉及一種接觸網隧道吊柱的動態測量方法。

背景技術

接觸網隧道吊柱是接觸網關鍵組成部分，對列車能否高速行駛和安全提速非常重要，隧道吊柱導高、拉出過小會影響列車行駛安全，需要在線路驗收和定期對隧道吊柱巡檢測量，過大則安裝空間不夠。目前鐵路相關部門對接觸網隧道吊柱的檢測大多采用激光測量的方式完成，這種方式效率低、工作強度大，測量容易出現偏差。因此，目前亟需一種測量準確高效的接觸網隧道吊柱測量方法。

本發明對要測量的目標物體建立點云數據模型，使用高性能激光雷達對隧道和接觸網進行掃描數據，對目標模型訓練學習，不斷提高識別準確率，并重構隧道吊柱底部曲面，提高測量精度。本方法在黔張常高鐵、六安線、廣州外繞線等使用都達到較好效果，具備測量準確、精度高、測量速度快等特點。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明公開一種基于點云模型的接觸網隧道吊柱的動態測量方法，該測量方法利用激光雷達掃描的點云數據，結合光電編碼器測出的里程、直線位移傳感器測出的軌距，構建隧道吊柱的三維模型數據，對不同設計規格、不同場景的隧道吊柱進行模型訓練學習，得出不同設計規格隧道吊柱的計算閥值，進而快速、準確檢測隧道吊柱。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明的技術方案包括以下步驟(如圖1)：

步驟一：使用動態測量儀持續動態掃描接觸線、承力索、定位器、隧道壁、吊柱，獲取三維點云數據；

步驟二：去除隧道壁無效干擾數據，用直線算法分割出接觸線和承力索，并進一步分割出隧道吊柱三維點云數據；

步驟三：取多個不同規格隧道吊柱作為樣本，每個吊柱樣本反復動態測量，重復迭代確定隧道吊柱點云數據特征；

步驟四：將隧道吊柱點云數據特征應用于動態檢測,并重建吊柱底部截面和側面，計算出隧道吊柱的導高和拉出值。

結合2至圖4所示，在上述步驟一至步驟四的基礎上還分別包括以下步驟：

進一步的，在所述步驟一中，使用激光雷達的動態測量儀持續動態掃描接觸線、承力索、定位器、隧道壁、吊柱，測量的步驟如下：

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；

S2：檢測裝置沿著鐵軌移動，激光雷達持續掃描隧道、接觸線、定位器腕臂、隧道壁、吊柱；

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。

進一步的，在所述步驟二中，去除隧道壁無效干擾數據，用直線算法分割出接觸線和承力索，并進一步分割出隧道吊柱三維點云數據，操作步驟如下：

S1：通過邊緣濾波，去除掉隧道壁的點云，排除隧道壁對吊柱測量的干擾

S2：通過RANAC直線隨機分割，分割出接觸線和承力索；

S3：根據隧道吊柱結構特點和接觸線的相對位置關系(如圖2)，進行首次特征匹配，分割出隧道吊柱及周邊的三維雷達點云。

進一步的，在所述步驟三中，取多個不同規格隧道吊柱作為樣本，每個吊柱樣本反復動態測量，重復迭代確定隧道吊柱點云數據特征，操作步驟如下：