[發明專利]高速鐵路邊坡形變檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 202011562419.8
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112731440B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 劉俊博;王勝春;孫淑杰;趙鑫欣;戴鵬;王樂;方玥;王亮;危義民
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司基礎設施檢測研究所;北京鐵科英邁技術有限公司
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01S17/86;G01S17/89;G01C22/00;G01S19/42;G06T7/30
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 薛平;周曉飛

1.一種高速鐵路邊坡形變檢測方法，其特征在于，包括：

利用高速鐵路邊坡點云采集系統獲取高速鐵路沿線邊坡的三維點云數據，所述高速鐵路邊坡點云采集系統包括：激光雷達設備，里程定位同步單元和點云數據采集服務器，所述激光雷達設備用于掃描高速鐵路沿線的空間點數據；所述里程定位同步單元用于獲取里程定位信息；所述點云數據采集服務器用于在接收到里程定位同步單元發送的里程定位信息時提取對應的空間點數據；

根據高速鐵路場景下的基準點云數據，利用迭代最近點算法對所述三維點云數據進行點云配準處理；

從點云配準處理后的三維點云數據中提取當期邊坡點云數據，從所述高速鐵路場景下的基準點云數據中提取基準邊坡點云數據；

分別對所述當期邊坡點云數據和基準邊坡點云數據進行體素化處理；

根據體素化處理的結果，進行高速鐵路邊坡形變檢測。

2.如權利要求1所述的高速鐵路邊坡形變檢測方法，其特征在于，所述里程定位同步單元包括：全球衛星導航系統，射頻標簽閱讀器，光電軸頭編碼器和控制電路。

3.如權利要求1所述的高速鐵路邊坡形變檢測方法，其特征在于，所述激光雷達設備進一步用于：通過高速網絡以流式傳輸向點云數據采集服務器發送高速鐵路沿線的三維空間點數據；

所述里程定位同步單元進一步用于：以固定距離間隔向點云數據采集服務器發送里程定位信息；

所述點云數據采集服務器進一步用于：將接收到的里程定位信息和對應的三維空間點數據存儲至硬盤。

4.如權利要求1所述的高速鐵路邊坡形變檢測方法，其特征在于，根據高速鐵路場景下的基準點云數據，利用迭代最近點算法對所述三維點云數據進行點云配準處理，包括：

獲得高速鐵路場景下的基準點云數據；

提取基準點云數據中鋼軌區域的第一空間點和三維點云數據中鋼軌區域的第二空間點；

利用迭代最近點算法，對第一空間點和第二空間點進行配準，得到旋轉矩陣和平移矩陣；

根據所述旋轉矩陣和平移矩陣，對三維點云數據進行點云配準處理。

5.如權利要求1所述的高速鐵路邊坡形變檢測方法，其特征在于，從所述高速鐵路場景下的基準點云數據中提取基準邊坡點云數據，包括：

獲得設定距離范圍和激光反射強度閾值；

根據所述設定距離范圍和激光反射強度閾值，從高速鐵路場景下的基準點云數據中提取基準邊坡點云數據。

6.如權利要求1所述的高速鐵路邊坡形變檢測方法，其特征在于，按如下方式對所述當期邊坡點云數據進行體素化處理：

計算當期邊坡點云數據在三個方向的最大值和最小值；

根據所述當期邊坡點云數據在三個方向的最大值和最小值和預設的立體像素尺寸，計算當期邊坡點云數據在三個方向的立體像素數量；

根據所述當期邊坡點云數據在三個方向的立體像素數量，確定每個方向上每個立體像素所包含的空間點坐標集合；

根據所述空間點坐標集合，確定每個立體像素在三維空間坐標，作為第一立體像素集。

7.如權利要求6所述的高速鐵路邊坡形變檢測方法，其特征在于，根據體素化處理的結果，進行高速鐵路邊坡形變檢測，包括：

將所述基準邊坡點云數據進行體素化處理后的結果作為第二立體像素集；

利用區域生長算法，對第二立體像素集具有相同空間特征的立體像素進行擬合，得到多個基準邊坡區域平面；

根據所述第一立體像素集和多個基準邊坡區域平面，進行高速鐵路邊坡形變檢測。

8.如權利要求7所述的高速鐵路邊坡形變檢測方法，其特征在于，根據所述第一立體像素集和多個基準邊坡區域平面，進行高速鐵路邊坡形變檢測，包括：

計算第一立體像素集中每個立體像素與多個基準邊坡區域平面中對應的基準邊坡區域平面的距離；

根據所述距離進行高速鐵路邊坡形變檢測。