轨距测量方法及装置制造方法及图纸

技术编号:20932893 阅读:38 留言:0更新日期:2019-04-20 13:51
本发明专利技术实施例提供一种轨距测量方法及装置,该方法包括:采用线扫描三维测量传感器连续测量获得待测钢轨的高程数据,钢轨包括左侧钢轨和右侧钢轨;在高程数据中定位获得钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据;根据钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据获取钢轨内侧边缘点,钢轨内侧边缘点包括位于左侧钢轨的第一内侧边缘点和位于右侧钢轨的第二内侧边缘点;将第一内侧边缘点与第二内侧边缘点之间的距离作为轨距。本发明专利技术实施例通过线扫描三维测量传感器连续测量获得待测钢轨的高程数据,基于高程数据获取轨距;由于线扫描三维测量传感器在横断面方向采样点的密集性,降低了钢轨表面起伏纹理对测量结果的影响,相对于现有技术提高了测量精度。

Gauge measurement method and device

The embodiment of the present invention provides a gauge measurement method and device, which includes: continuously measuring the elevation data of the rail to be measured by a line scanning three-dimensional measuring sensor, including the left rail and the right rail; positioning the elevation data to obtain the rail tread data and the inner edge data of the rail head; and acquiring the inner edge data of the rail according to the rail tread data and the inner edge data of the rail head. The inner edge point of the rail includes the first inner edge point of the left rail and the second inner edge point of the right rail. The distance between the first inner edge point and the second inner edge point is taken as the gauge. The embodiment of the present invention obtains the elevation data of the rail to be measured through continuous measurement of the line scanning three-dimensional measuring sensor, and obtains the gauge based on the elevation data. Because the line scanning three-dimensional measuring sensor has the denseness of sampling points in the cross-sectional direction, the influence of the rail surface undulating texture on the measurement results is reduced, and the measurement accuracy is improved compared with the existing technology.

【技术实现步骤摘要】
轨距测量方法及装置
本专利技术实施例涉及测量
,更具体地,涉及一种轨距测量方法及装置。
技术介绍
轨距是钢轨几何尺寸中的一个重要参数,及时掌握轨距信息对保证行车安全具有重要意义。早期的非接触轨距检测方法是采用光电传感器和伺服机构进行测量,但这种方法受振动、气候影响大而且伺服机构容易损坏。近年来的现有技术中,存在着采用四个激光测距仪分别检测轨面下16mm处到轨检车中心的距离,进而计算轨距。但是,该测量方法为采用单点测距方案,它受钢轨表面起伏纹理(如铁锈)的影响较大,无法有效的剔除测点中的测量误差,因此测量结果的精度在某些环境中无法保障。
技术实现思路
为了解决上述问题,本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的轨距测量方法及装置。根据本专利技术实施例的第一方面,提供一种轨距测量方法,该方法包括:采用线扫描三维测量传感器连续测量获得待测钢轨的高程数据,钢轨包括左侧钢轨和右侧钢轨;在高程数据中定位获得钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据;根据钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据获取钢轨内侧边缘点,钢轨内侧边缘点包括位于左侧钢轨的第一内侧边缘点和位于右侧钢轨的第二内侧边缘点;将第一内侧边缘点与第二内侧边缘点之间的距离作为轨距。根据本专利技术实施例第二方面,提供了一种轨距测量装置,该装置包括:线扫描三维测量传感器、里程编码器和测量载体;里程编码器及至少一个线扫描三维传感器设置于测量载体;测量载体用于沿待测钢轨运动;线扫描三维测量传感器由激光器和三维相机组成,用于向钢轨发射一字激光线,并获取激光线对应的钢轨表面轮廓的高程数据;线扫描三维测量传感器在钢轨的横断面方向的测量范围覆盖于钢轨的底部;里程编码器用于记录测量载体沿钢轨行驶的里程信息。根据本专利技术实施例的第三方面,提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行程序时实现如第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的轨距测量方法。本专利技术实施例提供的轨距测量方法及装置,通过采用线扫描三维测量传感器连续测量获得待测钢轨的高程数据,并基于高程数据获取轨距;由于线扫描三维测量传感器在横断面方向采样点的密集性,降低了钢轨表面起伏纹理对测量结果的影响,因此相对于现有技术提高了测量精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的轨距测量方法的流程示意图;图2为本专利技术实施例提供的测量方案示意图;图3为本专利技术实施例提供的钢轨踏面、轨头内侧边缘位置区域及轨头内侧下边缘点的示意图;图4为本专利技术实施例提供的预处理后的钢轨测量断面示意图;图5为本专利技术实施例提供的预处理后钢轨三维数据或高程点云数据转灰度示意图;图6为本专利技术实施例提供的钢轨踏面及轨头内侧边缘位置数据示意图;图7为本专利技术实施例提供的基于断面的轨距计算结果示意图;图8为本专利技术实施例提供的修正的轨距计算结果示意图;图9为本专利技术实施例提供的电子设备的实体结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种轨距测量方法,参见图1,该方法包括但不限于:步骤10、采用线扫描三维测量传感器连续测量获得待测钢轨的高程数据,钢轨包括左侧钢轨和右侧钢轨。其中,线扫描三维测量传感器可由三维相机、激光器和控制器组成,该线扫描三维传感器可利用三角测量原理获得激光线所对应钢轨表面的高程。可将线扫描三维测量传感器设置于测量载体(例如小车),该测量载体可沿钢轨移动。线扫描三维测量传感器在X方向的测量范围应至少覆盖钢轨的底部。线扫描三维测量传感器的断面测量方向与钢轨的横断面方向平行,也即垂直于测量载体的行车方向。在测量过程中,可驱动移动载体沿钢轨运动,线扫描三维测量传感器可在测量载体的运动过程中进行连续测量,从而获得钢轨的高程数据。步骤20、在高程数据中定位获得钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据。具体地,在步骤10中获取的高程数据为整个钢轨的高程数据,而钢轨由多个部分组成,其中,钢轨踏面是钢轨与车轮接触的部分。在本步骤中,将钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据从高程中提取出来。步骤30、根据钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据获取钢轨内侧边缘点,钢轨内侧边缘点包括位于左侧钢轨的第一内侧边缘点和位于右侧钢轨的第二内侧边缘点。其中,内侧边缘点是钢轨的一个横断面中,距离轨道中心最近的点。左侧钢轨和右侧钢轨上分别具有一个内侧边缘点。步骤40、将第一内侧边缘点与第二内侧边缘点之间的距离作为轨距。其中,第一内侧边缘点与第二内侧边缘点之间的距离即为欧式距离。该距离是两个内侧边缘点在横断面方向(即图2中的X方向)的距离。由于线扫描三维测量传感器是连续测量获得的高程数据,因此可以计算获得位于轨道不同里程处的轨距。本专利技术实施例提供的轨距测量方法,通过采用线扫描三维测量传感器连续测量获得待测钢轨的高程数据,并基于高程数据获取轨距;由于线扫描三维测量传感器在横断面方向采样点的密集性,降低了钢轨表面起伏纹理对测量结果的影响,因此相对于现有技术提高了测量精度。基于上述实施例的内容,作为一种可选实施例,提供一种在高程数据中定位获得钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据的方法,包括但不限于如下步骤:步骤21、通过高程变化特征在高程数据中初步定位获得潜在的钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据;其中,高程变化特征包括钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据的高程相对较高的特征、轨头数据与轨腰数据在高程上出现跳跃的特征以及轨头下边缘曲率变化较大的特征中的至少一个。具体地,本步骤的原理是利用轨头高程相对较高、钢轨头形状、线扫描三维测量传感器安装位置与钢轨的相对距离关系定位钢轨踏面及轨头内侧边缘。具体地,在钢轨踏面及钢轨轨头内侧边缘数据获取过程中,先利用其高程相对较高、且轨头测量数据与轨腰测量数据在高程上出现跳跃或轨头内侧下边缘曲率变化较大的特征,初步定位潜在钢轨踏面及钢轨轨头内侧边缘数据特征点。步骤22、通过线扫描三维测量传感器与钢轨之间的距离关系去除潜在的钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据中的异物区域数据,获得钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据。具体地,可利用线扫描三维测量传感器安装位置与钢轨的相对距离关系(即钢轨在X方向测量范围内的大致位置),去除轨道板区域的灯具等异物所造成的异物区域数据。通过异物区域数据的剔除能够提高轨距测量的精度。基于上述实施例的内容,作为一种可选实施例,在通过线扫描三维测量传感器与钢轨之间的距离关系去除潜在的钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据中的异物区域数据之前,还包括:通过轨头数据在横断面方向上的连续性及横断面方向上的宽度范围特征,去除潜在的钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据中的噪声区域数据。即,利用钢轨轨头数据在横断面方向上的连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨距测量方法,其特征在于,包括:采用线扫描三维测量传感器连续测量获得待测钢轨的高程数据,所述钢轨包括左侧钢轨和右侧钢轨;在所述高程数据中定位获得钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据;根据所述钢轨踏面数据及所述轨头内侧边缘数据获取钢轨内侧边缘点,所述钢轨内侧边缘点包括位于所述左侧钢轨的第一内侧边缘点和位于所述右侧钢轨的第二内侧边缘点;将所述第一内侧边缘点与所述第二内侧边缘点之间的距离作为轨距。

【技术特征摘要】
1.一种轨距测量方法,其特征在于,包括:采用线扫描三维测量传感器连续测量获得待测钢轨的高程数据,所述钢轨包括左侧钢轨和右侧钢轨;在所述高程数据中定位获得钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据;根据所述钢轨踏面数据及所述轨头内侧边缘数据获取钢轨内侧边缘点,所述钢轨内侧边缘点包括位于所述左侧钢轨的第一内侧边缘点和位于所述右侧钢轨的第二内侧边缘点;将所述第一内侧边缘点与所述第二内侧边缘点之间的距离作为轨距。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述高程数据中定位获得钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据,包括:通过高程变化特征在所述高程数据中初步定位获得潜在的钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据;其中,所述高程变化特征包括所述钢轨踏面数据及所述轨头内侧边缘数据的高程相对较高的特征、轨头数据与轨腰数据在高程上出现跳跃的特征以及轨头下边缘曲率变化较大的特征中的至少一个;通过所述线扫描三维测量传感器与所述钢轨之间的距离关系去除所述潜在的钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据中的异物区域数据,获得所述钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述通过所述线扫描三维测量传感器与所述钢轨之间的距离关系去除所述潜在的钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据中的异物区域数据之前,还包括:通过所述轨头数据在横断面方向上的连续性及横断面方向上的宽度范围特征,去除所述潜在的钢轨踏面数据及轨头内侧边缘数据中的噪声区域数据。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述钢轨踏面数据及所述轨头内侧边缘数据获取钢轨内侧边缘点,包括:根据所述钢轨踏面数据及所述轨头内侧边缘数据计算所述钢轨的踏面高程;根据所述踏面高程及轨头内侧下边缘点的高程确定位于钢轨踏面下设定范围内的踏面及钢轨内侧边缘点集合;其中,所述轨头内侧下边缘点为所述钢轨踏面数据及所述轨头内侧边缘数据中高程最低的点;在所述踏面及钢轨内侧边缘点集合中选择在横断面方向上最靠近轨道的中心的数据点,将所述数据点作为所述钢轨内侧边缘点。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述钢轨踏面数据及所述轨头内侧边缘数据计算所述钢轨的踏面高程,包括:对所述钢轨踏面数据及所述轨头内侧边缘数据进行小范围滤波处理;将经...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹民张德津林红卢毅王新林李辉
申请(专利权)人:武汉武大卓越科技有限责任公司
类型:发明
国别省市:湖北,42

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