[發明專利]一種基于車載激光掃描技術的新建線路補砟量檢測方法

在審

• 申請號: 202211360506.4
• 申請日: 2022-11-02
• 公開（公告）號: CN116051621A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 陳婷婷;冉孟輝;程玉培;雷麗;譚俊;劉玉梅;童湘雄;張同剛;炊宇恒;熊鑫;李文君
• 申請（專利權）人: 中鐵八局集團第二工程有限公司;西南交通大學
• 主分類號: G06T7/62
• 分類號: G06T7/62;G06T7/10;G06T7/60;E01B27/02
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

1.一種基于車載激光掃描技術的新建線路補砟量檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：獲取新建線路點云數據：利用車載激光掃描系統獲取線路區段的點云數據；

步驟2：處理新建線路點云數據，對線路里程進行精確修正；

步驟2.1：分割點云，得到道床部分的點云；

步驟2.2：將點云轉換到工程坐標系后，根據鋼軌設計坐標實現道床點云的精確修正；

步驟2.3：精確校正實測點云里程；

步驟3：對基本道砟斷面修正來適應不同工況，從而獲得全線通用的新建線路補砟量計算模型；

步驟3.1：對基本道砟斷面修正來適應不同工況；

步驟3.1.1：根據基礎類型分布情況，自適應判斷基礎類型和單雙線，是否存在超高情況；

步驟3.1.1.1：通過實際線下工程分布列表獲得當前道床的基礎類型；

步驟3.1.1.2：計算線間距；在線間距變化的相鄰兩個里程區間內，采用線性內插的方法計算當前位置處的線間距；

步驟3.1.1.3：超高在緩和曲線段設置：當待計算里程位于圓曲線段時，超高為給定的固定值；而當前位置位于緩和曲線段時，超高是一個變化值，同樣采用線性內插的方法計算；

步驟3.1.2：通過基本道砟斷面，根據線路參數調整獲得當前位置的設計道砟斷面；

步驟3.2：建立對實測點云道床斷面進行提取；

步驟3.3：對齊設計道砟斷面和點云道床斷面，計算其交點，并依次計算每個部分面積，其中實際斷面高于設計道砟斷面的面積為正，為超出面積，反之為負，為不足面積；

步驟3.3.1：提取左右鋼軌，以軌道測量數據為基準對點云道床斷面繼續修正；

步驟3.3.2：根據設計道砟斷面和實際斷面的位置關系，求得多余和缺少面積；

步驟3.4：基于每一個區間內斷面的超出面積和不足面積，根據一定的間隔，按照斷面法求該段路線的補砟量。

2.根據權利要求1所述的一種基于車載激光掃描技術的新建線路補砟量檢測方法，其特征在于，所述步驟2.3中精確校正實測點云里程方法為：

步驟2.3.1：將點云轉換到工程坐標系；

步驟2.3.2：根據鋼軌設計坐標實現道床點云的精確轉換；

步驟2.3.3：利用點云中的特定地物，確定其真實里程，精確校準實測點云里程。

3.根據權利要求1所述的一種基于車載激光掃描技術的新建線路補砟量檢測方法，其特征在于，所述步驟3.1.2中斷面調整方法為：

步驟3.1.2.1：以線路中心坐標為原點建立斷面坐標系，橫向為X軸，指向左軌為正，豎直方向，即高程方向為Y軸，向上為正；

步驟3.1.2.1：根據線間距調整雙線內側點的位置；

步驟3.1.2.2：當存在超高時，是以內軌不動，外軌抬高調整基礎道砟斷面。通過超高與鋼軌長度計算出鋼軌在斷面坐標系中的旋轉角記為α；

步驟3.1.2.3：軌枕的兩端點P1和P5繞點O'旋轉相同的角度α，獲得調整后的軌枕點P1'和P5'；點O'為左鋼軌軌頂中心垂直于軌枕的點；

步驟3.1.2.4：左右兩側砟肩點P2'與P6'分別與兩端軌枕P1和P5有一定的差值，記為Δx_L、Δy_L、Δx_R、Δy_R；

步驟3.1.2.5：過調整后砟肩點P2'的斜率為1：1.75的直線，與調整前過最左側點P3且坡度為4％直線間的交點，即為調整后的左側點P3'；為獲取最右側點P7'，將過P2'和P3'點的直線向右平移一個線間距的距離，記為直線L_2'3'，同時根據過調整后的砟肩點L_6'的斜率為1：1.75的直線，計算兩直線的交點為P7'。