[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

本發明公開了一種高速鐵路邊坡形變檢測方法及裝置，其中方法包括：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；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。本發明實施例可以檢測高速鐵路邊坡形變，節省檢測成本，提高檢測效率和準確率。

技術領域

本發明涉及高速鐵路安全技術領域，尤其涉及高速鐵路邊坡形變檢測方法及裝置。

背景技術

近年來，我國鐵路高速化進程不斷加快，如何保障高速鐵路運行安全已成為鐵路安全管理部門的重點工作。高速鐵路在山區存在較多的隧道、邊坡等大型建筑物，由于地質活動和天氣變化的影響，特別是我國南方降水量較多的線路區段，邊坡發生滑坡的風險較高，嚴重威脅高速鐵路運行安全。因此，必須定期地檢測高速鐵路沿線邊坡的形態變化情況，統計分析邊坡形變趨勢，及時發現潛在的滑坡風險，以采取相應的加固措施，防止高速鐵路安全事故的發生。

以往，大型建筑物形變檢測或監測只能以人工測量的方式進行，不僅耗費大量人力物力，而且檢測數據存在較多誤差，不能真實反映建筑物整體形態變化情況。近年來，國內外學者和研究機構提出許多高效的方法，已在地表形變監測、礦山形變監測、邊坡形變監測、大壩形變監測、隧道形變檢測、鐵路建筑限界檢測等任務中廣泛應用。現有方法可按照觀測方式分為動態檢測方法和靜態監測方法。動態檢測方法多是采用遙感/航空攝影、干涉合成孔徑雷達、機載/車載三維激光掃描儀等手段獲取建筑物的三維形態數據。靜態監測方法多是采用多個攝像機、全站儀等設備獲取建筑物不同方位的三維形態數據。然后，采用圖像處理、信號處理、點云處理技術對建筑物三維形態數據進行處理和分析，得到建筑物的形變量和形變趨勢。

然而，高速鐵路里程長、跨度大，邊坡數量多，且位置分散，現有的動態檢測方法無法在短時期內對多個分散的目標重復觀測，數據采集成本高昂，數據處理步驟復雜，無法實現高效檢測高速鐵路邊坡形變的目的。此外，高速鐵路邊坡普遍存在于山區，地形地貌復雜，無法架設和維護固定的監測設備，不能利用現有的靜態監測方法。

因此，亟需一種可以克服上述問題的高速鐵路邊坡形變檢測方案。

發明內容

本發明實施例提供一種高速鐵路邊坡形變檢測方法，用以檢測高速鐵路邊坡形變，節省檢測成本，提高檢測效率和準確率，該方法包括：

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。

本發明實施例提供一種高速鐵路邊坡形變檢測裝置，用以檢測高速鐵路邊坡形變，節省檢測成本，提高檢測效率和準確率，該裝置包括：