一种基于车载激光雷达技术的铁路既有线复测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于车载激光雷达技术的铁路既有线复测方法，1、在待测铁路沿线每隔预设距离布设一个控制标志；2、测量每个控制标志中心点在铁路工程坐标系下的位置坐标；3、获取铁路沿线中轨道、铁路设备设施(如信号机、道岔、接触网杆等)、铁路周围地形和控制标志的激光点云数据和影像数据，并将影像数据的颜色赋给对应的激光点云数据；4、利用控制标志的位置坐标作为参考点对获取的彩色激光点云数据进行精度精化处理，从而去除彩色激光点云数据中的误差；5、从经过精度精化处理的彩色激光点云数据中提取铁轨轨面线激光点数据；6、利用铁轨轨面线激光点数据，恢复既有铁路的线型。本发明专利技术在不影响铁路运营的情况下，实现既有线信息的精确获取。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁路既有线复测
，具体地指一种基于车载激光雷达技术的铁路既有线复测方法。
技术介绍
在既有铁路维护、管理及二线建设等工作中，为再现铁路的既有线形，需要实施既有线测量。目前，既有线测量主要以人工上道测量方法为主。近几年，随着铁路大幅提速后，车辆行车速度快、密度高，传统的既有线测量方法施测存在较大的安全隐患，且测量效率低。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述技术问题，提供一种基于车载激光雷达技术的铁路既有线复测方法，该方法将车载激光雷达系统安装于铁路通勤车或轨检车的车厢尾端进行扫描作业。在不影响铁路运营的情况下，实现既有铁路信息(铁路轨道线形)的精确获取，代替人工上道测量，极大的降低了野外工作量，大大缩短了测量周期，具有显著的经济效益和社会效益。为实现上述目的，本专利技术所设计的一种基于车载激光雷达技术的铁路既有线复测方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：在进行车载激光雷达扫描前，在待测铁路沿线每隔预设距离布设一个控制标志；步骤2：并采用全站仪自由设站法测量每个控制标志中心点在铁路工程坐标系下的位置坐标；步骤3：在待测铁路沿线沿待测铁路走向布设多个GPS基站，将车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于车载激光雷达技术的铁路既有线复测方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：在进行车载激光雷达扫描前，在待测铁路沿线每隔预设距离布设一个控制标志(1)；步骤2：并采用全站仪自由设站法测量每个控制标志(1)中心点在铁路工程坐标系下的位置坐标；步骤3：在待测铁路沿线沿待测铁路走向布设多个GPS基站，将车载激光雷达系统安装于铁路通勤车或轨检车上，沿铁路进行扫描作业，获取铁路沿线中轨道、铁路设备设施、铁路周围地形和控制标志(1)的激光点云数据和影像数据，并将影像数据的颜色赋给对应的激光点云数据，形成彩色激光点云数据；步骤4：在计算机中利用控制标志(1)的位置坐标作为参考点对获取的彩色激光点云数据...

【技术特征摘要】
1.一种基于车载激光雷达技术的铁路既有线复测方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：在进行车载激光雷达扫描前，在待测铁路沿线每隔预设距离布设一个控制标志(1)；步骤2：并采用全站仪自由设站法测量每个控制标志(1)中心点在铁路工程坐标系下的位置坐标；步骤3：在待测铁路沿线沿待测铁路走向布设多个GPS基站，将车载激光雷达系统安装于铁路通勤车或轨检车上，沿铁路进行扫描作业，获取铁路沿线中轨道、铁路设备设施、铁路周围地形和控制标志(1)的激光点云数据和影像数据，并将影像数据的颜色赋给对应的激光点云数据，形成彩色激光点云数据；步骤4：在计算机中利用控制标志(1)的位置坐标作为参考点对获取的彩色激光点云数据进行精度精化处理，从而去除彩色激光点云数据中的误差；步骤5：在计算机中从经过精度精化处理的彩色激光点云数据中提取铁轨轨面线激光点数据；步骤6：在计算机中利用铁轨轨面线激光点数据，恢复既有铁路的线型。2.根据权利要求1所述的基于车载激光雷达技术的铁路既有线复测方法，其特征在于：所述步骤4中利用控制标志(1)的位置坐标作为参考点对获取的彩色激光点云数据进行精度精化处理的具体方法包括如下步骤：步骤401：将彩色激光点云数据导入计算机的点云数据处理软件中，并以强度形式显示点云；步骤402：在强度显示模式下，打开点云数据处理软件的鼠标调整工具，并设置为选取最近点模式，通过人工判读，基于计算机辅助设计软件的智能线工具沿控制标志(1)表面的水平特征线进行跟踪，绘制出水平特征线，然后打开点云数据处理软件的基于线分类工具，提取出平面距离水平特征线小于1cm且高差也小于1cm的激光点作为备选点，点云数据处理软件中的线拟合工具对备选点进行拟合，得到水平特征线；步骤403：通过人眼判读，基于计算机辅助设计软件软件的智能线工具沿控制标志(1)表面的垂直特征线进行跟踪，绘制出垂直特征线，然后打开点云数据处理软件的基于线分类工具，提取出平面距离垂直特征线小于1cm且高差也小于1cm的激光点作为备选点，点云数据处理软件中的线拟合工具对备选点进行拟合，得到垂直特征线；水平特征线和垂直特征线的交点为控制标志(1)的激光点云坐标；步骤404：计算步骤403得到的每个控制标志(1)的激光点云坐标与步骤2中全站仪测量的控制标志(1)位置坐标之差；步骤405：设A点和B点为在时间上与激光点P最近的两个控制标志(1)，激光点P对应的GPS时间为t，A点和B点对应的GPS时间分别为t1和t2，记dt1＝t-t1，dt2＝t2-t，设与P最近的三个控制标志(1)为A、B、C，即P位于以A、B、C为顶点的三角形内。(xi,yi,zi)为A、B、C的激光点云三维坐标(i＝1,2,3)，(dxi,dyi,dzi)为A、B、C的激光点云坐标与控制标志(1)实测坐标在三个方向上的差值(i＝1,2,3)，即为步骤404得到的坐标之差，(x,y,z)为P点的激光点云三维坐标，(dx,dy,dz)为P点的三维坐标改正数；记(dxtime,dytime,dztime)为基于时间线性内插得到的P点的坐标改正数，(dxposition,dyposition,dzposition)为基于三角面内插得到的P点的坐标改正值，即： dx t i m e = dt 2 dx 1 + dt 1 dx 2 dt 1 + dt 2 dy t i m e = dt 2 dy 1 + dt 1 dy 2 dt 1 + dt 2 dz t i m e = dt 2 dz 1 + dt 1 dz 2 dt 1 + dt 2 - - - ( 1 ) ]]> dx p o s i t i o n = dx 1 - ( z - z 1 ) ( y 2 dx 3 - y 3 dx 2 ) + ( y - y 1 ) ( z 3 dx 2 - z 2 dx 3 ) z 2 y 3 - z 3 y 2 dy p o s i t i o n = dy 1 - ( x - x 1 ) ( z 2 dy 3 - z 3 dy 2 ) + ( z - z 1 ) ( x 3 dy 2 - x 2 dy 3 ) x 2 z 3 - x 3 z 2 dz p o s i t i o n = dz 1 - ( x - x 1 ) ( y 2 dz 3 - y 3 dz 2 ) + ( y - ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海亮，冯光东，熊国华，郭良浩，汤建凤，胡玉雷，刘冰洋，刘善勇，朱雪峰，刘志友，徐雪花，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42