[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

本發明公開了一種基于車載激光掃描技術的新建線路補砟量檢測方法，具體為：利用車載激光掃描系統獲取新建線路點云數據；處理新建線路點云數據，對線路里程進行精確修正；對設計道砟斷面修正來適應不同工況；建立一定厚度的緩沖區，將該緩沖區內的點云投影到斷面坐標系上，再按一定的寬度對實際點云斷面進行簡化，對實測點云道床斷面進行提取；基于每一個區間內斷面的超出面積和不足面積，按照斷面法求該段路線的補砟量。本發明可提高數據采集的效率，提高補砟量計算的準確性并指導施工；可大幅降低鋪砟次數，降低成本，提高效率。

技術領域

本發明屬于軌道交通技術領域，尤其涉及一種基于車載激光掃描技術的新建線路補砟量檢測方法。

背景技術

新建有砟鐵路需要鋪設道砟，為軌道上部結構提供縱橫向阻力以及必要的彈性，以保證行車的安全穩定性。傳統的做法是通過手工現場繪制道床斷面圖，不考慮設計斷面的實際情況，計算道床的補砟量。這樣可能存在設計斷面與真實斷面之間存在較大的偏差的問題，導致后續道砟計算不準確而多次鋪設道砟，相應的人工、成本和時間都相應增加。

現有技術的清篩后補砟量的探討采用定性分析和定量相結合的方式確定清篩后線路的補砟量，通過選取具有代表性的典型斷面進行分析計算，采用現場測量斷面并手工繪圖，計算清篩后實際斷面的道砟量和設計斷面的道砟量之差，得到補砟量。該方法通過現場測量斷面并手工繪制斷面圖得到實測斷面，并且選取的具有代表性的典型斷面并不適用于線路的任一里程上，未考慮所有的基礎類型的斷面情況。在實際補砟量計算過程中，鐵路線路長，現場測量和手工繪制這種做法往往需要大量的人工，加長了作業周期，在大型的線路補砟量計算中并不適用。

論文：道床輪廓測量系統的研制以激光測距掃描為基本原理，對激光束掃描道砟表面的回波進行信號轉換和處理，將得到的激光發射點到道砟的距離和激光束的角度，形成所測道床的實際輪廓。通過圖像比較可得到道床實測輪廓與標準輪廓的偏差；經過系統的積分計算，得到該斷面的盈虧。該方法通過道床實測輪廓與標準輪廓的對比，積分得到補砟量。其并未說明標準輪廓如何獲取，且不同里程處的標準輪廓各不相同，未對標準輪廓進行調整從而導致補砟量計算存在偏差，增加鋪砟次數，降低施工的效率，增大了工作成本。

論文：既有線起落道地段補充道砟量計算分析考慮了三種工況條件下既有線改善前后的斷面類型，對既有線起落道地段補砟量計算進行分析。該方法未考慮超高、線間距等對補砟量計算的影響，導致實際計算的補砟量存在偏差，難以應用于實測路況的補砟量計算。

總之，現有技術由以下缺點：

(1)目前現場通常的做法是首先采用現場測量并手工繪圖獲得實測斷面，導致效率低、人工成本高。

(2)未考慮線形的實際情況，設計斷面與真實的設計斷面存在差別，在實際比較實測斷面與設計斷面計算補砟量時，存在計算精度低，對減少鋪砟次數的幫助有限。

發明內容

為利用車載激光掃描技術，在新建鐵路施工道砟施工過程中，準確獲取線路上各區段補砟量，指導后續道砟鋪設作業，提高效率，降低成本；提供在道砟鋪設完成后，道砟鋪設施工質量定量快速評估的技術手段。本發明提供一種基于車載激光掃描技術的新建線路補砟量檢測方法。

本發明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，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。