基于点云数据的地铁限界检测方法及检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于点云数据的地铁限界检测方法及检测系统，该地铁限界的检测方法包括：获取隧道的测量数据，测量数据包括由激光扫描仪采集的点云数据；根据测量数据生成隧道的断面图；获取地铁的限界参数并根据限界参数生成地铁的限界图；以及将限界图与断面图进行比对，并根据地铁的限界检测标准参数得到限界分析成果。本发明专利技术通过获取断面的点云数据，然后生成隧道的断面图和地铁的限界图，再将地铁的限界图与隧道的断面图进行比对，根据比对的结果和地铁的限界检测标准参数得到限界分析成果，实现了对地铁限界的自动化检测；而且通过采用激光扫描仪采集的点云数据，实现了地铁隧道空间的三维全角度测量，提高了检测的准确性。

Subway clearance detection method and detection system based on point cloud data

The invention discloses a metro boundary detection method and detection system based on point cloud data. The detection method of Metro boundary includes: acquiring measurement data of tunnels, measuring data including point cloud data collected by laser scanner, generating cross-sectional map of tunnels according to measured data, acquiring Metro boundary parameters and according to the measured data. The boundary parameters are used to generate the Metro boundary map, and the boundary map is compared with the section map, and the boundary analysis results are obtained according to the standard parameters of Metro boundary detection. The method obtains the point cloud data of the cross section, generates the cross section map of the tunnel and the boundary map of the subway, and then compares the boundary map of the subway with the cross section map of the tunnel. According to the results of the comparison and the standard parameters of the boundary detection of the subway, the result of the boundary analysis is obtained, and the automatic detection of the subway boundary is realized. By using the point cloud data collected by laser scanner, the three-dimensional full-angle measurement of metro tunnel space is realized, and the accuracy of detection is improved.

【技术实现步骤摘要】
基于点云数据的地铁限界检测方法及检测系统
本专利技术涉及测量技术及地铁设计
，具体来说，涉及一种基于点云数据的地铁限界检测方法及检测系统。
技术介绍
地铁限界是由若干点相连接构成的封闭轮廓，对地铁工程土建的规模和地铁车辆的设计至关重要，是确保地铁车辆安全运行的关键。在地铁隧道土建结构工程基本完成、铺轨工程尚未开始前，需要进行限界检测，并根据限界检测结果适当地对地铁隧道进行调线调坡。因为地铁隧道一旦施工完成便很难再对其进行改动或调整，因此限界检测是地铁隧道建设中一项十分重要的工作。现有的地铁限界的检测方法是，实用全站仪测量地铁隧道的特征点，并拟合出隧道断面轮廓，一般地直线地段每6m测量一个断面、曲线地段每5m测量一个断面，然后人工计算出车辆的动态并与断面逐一套合、对比，记录不符合限界限定值的断面位置。现有地铁限界的检测方法存在一定的局限性，具体表现为：在空间狭小且高程变化较大的情况下，测量的难度大；纵断面点数量有限，处理过程中不能根据隧道实际情况增减断面点；需要高度依赖经验丰富的技术人员以确保检测数据的准确性，检测过程繁琐、工作量大、耗时长，在一定程度上延缓了工程进度。针对相关技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中的上述问题，本专利技术提出一种基于点云数据的地铁限界检测方法及检测系统，能够实现对地铁限界的自动化检测，提高限界检测的准确性。本专利技术的技术方案是这样实现的：根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于点云数据的地铁限界检测方法，包括：获取隧道的测量数据，测量数据包括由激光扫描仪采集的点云数据；根据测量数据生成隧道的断面图；获取地铁的限界参数并根据限界参数生成地铁的限界图；以及将限界图与断面图进行比对，并根据地铁的限界检测标准参数得到限界分析成果。优选地，还包括：根据限界分析成果生成调整参数；其中，调整参数包括：管线设备调整范围和调线调坡范围。优选地，根据限界分析成果生成调整参数，包括：根据限界分析成果确定进行管线设备调整或进行调线调坡；在确定进行管线设备调整的情况下，生成管线设备调整范围；以及在确定进行调线调坡的情况下，生成调线调坡范围。优选地，测量数据还包括由全站仪获取的全站仪测量数据。优选地，将限界图与断面图进行比对，并根据地铁的限界检测标准参数得到限界分析成果，包括：根据断面图的里程，将限界图与断面图进行套合；获取位于限界图上的多个特征点；得到多个特征点至断面图的断面轮廓的多个距离值；以及将多个距离值分别与限界检测标准参数进行比对以得到限界分析成果。优选地，根据测量数据生成隧道的断面图，包括：根据测量数据提取隧道的实测断面数据；根据实测断面数据生成断面图。优选地，限界参数包括：车型参数、受电类型参数、和线路参数。优选地，限界图包括：车辆限界图和设备限界图；其中，设备限界图包括曲线地段设备限界图。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种基于点云数据的地铁限界检测系统，包括：采集模块，用于获取隧道的测量数据，测量数据包括由激光扫描仪采集的点云数据；处理模块，与采集模块连接，用于根据测量数据生成隧道的断面图，还用于生成地铁的限界图；以及限界分析模块，与处理模块连接，用于将限界图与断面图进行比对，并根据地铁的限界检测标准参数得到限界分析成果。优选地，还包括：调整参数生成模块，用于根据限界分析成果生成调整参数；其中，调整参数包括：管线设备调整范围和调线调坡范围。本专利技术通过获取断面的点云数据，然后生成隧道的断面图和地铁的限界图，再将地铁的限界图与隧道的断面图进行比对，根据比对的结果和地铁的限界检测标准参数得到限界分析成果。实现了对地铁限界的自动化检测；而且采用激光扫描仪采集的点云数据，实现了地铁隧道空间的三维全角度测量，提高了检测的准确性。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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的基于点云数据的地铁限界检测方法的流程图；图2是根据本专利技术具体实施例的地铁限界检测方法的流程图；图3是根据本专利技术具体实施例的曲线地段限界图的示意图；图4是根据本专利技术具体实施例的曲线地段限界图与断面图套合的示意图；图5是根据本专利技术具体实施例的限界分析成果的示意图；图6是根据本专利技术实施例的基于点云数据的地铁限界检测系统的框图；图7是根据本专利技术实施例的三维点云测图系统的点云数据处理的界面图。具体实施方式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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术的实施例，提供了一种地铁限界的检测方法。如图1所示，根据本专利技术实施例的地铁限界的检测方法包括以下步骤：S101，获取隧道的测量数据，其中，测量数据包括由激光扫描仪采集的点云数据；点云数据是由激光扫描仪获取的隧道的三维点云数据。S102，根据测量数据生成隧道的断面图。S103，获取地铁的限界参数并根据限界参数生成地铁的限界图。S104，将限界图与断面图进行比对，并根据地铁的限界检测标准参数得到限界分析成果。本专利技术通过上述技术方案，首先获取断面的点云数据，然后生成隧道的断面图和地铁的限界图，再将地铁的限界图与隧道的断面图进行比对，根据比对的结果和地铁的限界检测标准参数得到限界分析成果。实现了对地铁限界的自动化检测。而且通过采用点云数据实现了隧道空间的三维全角度测量，提高了检测的准确性。其中，限界图包括：车辆限界图和设备限界图，设备限界图包括曲线地段设备限界图。在一个实施例中，上述测量数据还包括由全站仪获取的全站仪测量数据。即能够兼容现有的限界检测方法中的全站仪测量数据，因此更具有实用性、功能更全面。在一个实施例中，在步骤S104之后，还包括：根据限界分析成果生成调整参数。其中，调整参数包括：管线设备调整范围和调线调坡范围。进一步地，根据限界分析成果生成调整参数，包括以下步骤：对限界分析成果进行分析以确定进行管线设备调整或进行调线调坡；在确定进行管线设备调整的情况下，生成管线设备调整范围；以及在确定进行调线调坡的情况下，生成调线调坡范围。在一个实施例中，步骤S102包括：根据测量数据提取隧道的实测断面数据；根据实测断面数据生成断面图。在一个实施例中，限界参数包括：车型参数、受电类型参数、和线路参数。可以进行不同限界参数的设置，并根据上述不同的限界参数生成相应的限界图。具体地，步骤S104包括以下步骤：将限界图分别与各个断面图进行套合；根据断面图的里程，将限界图与断面图进行套合；获取位于限界图上的多个特征点；得到多个特征点至断面图的断面轮廓的多个距离值；以及将多个距离值分别与限界检测标准参数进行比对以得到限界分析成果。下面结合具体实施例对本专利技术的上述实施例进行说明。如图2所示，根据本专利技术具体实施例的地铁限界的检测方法包括以下步骤：S201，采集点云数据。其中，点云数据是由激光扫描仪获取的隧道的三维点云数据。S202，对点云数据进行处理以提取出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于点云数据的地铁限界检测方法，其特征在于，包括：获取隧道的测量数据，所述测量数据包括由激光扫描仪采集的点云数据；根据所述测量数据生成隧道的断面图；获取地铁的限界参数并根据所述限界参数生成地铁的限界图；以及将所述限界图与所述断面图进行比对，并根据地铁的限界检测标准参数得到限界分析成果。

【技术特征摘要】
1.一种基于点云数据的地铁限界检测方法，其特征在于，包括：获取隧道的测量数据，所述测量数据包括由激光扫描仪采集的点云数据；根据所述测量数据生成隧道的断面图；获取地铁的限界参数并根据所述限界参数生成地铁的限界图；以及将所述限界图与所述断面图进行比对，并根据地铁的限界检测标准参数得到限界分析成果。2.根据权利要求1所述的地铁限界检测方法，其特征在于，还包括：根据所述限界分析成果生成调整参数；其中，所述调整参数包括：管线设备调整范围和调线调坡范围。3.根据权利要求2所述的地铁限界检测方法，其特征在于，根据所述限界分析成果生成调整参数，包括：根据限界分析成果确定进行管线设备调整或进行调线调坡；在确定进行管线设备调整的情况下，生成管线设备调整范围；以及在确定进行调线调坡的情况下，生成调线调坡范围。4.根据权利要求1所述的地铁限界检测方法，其特征在于，所述测量数据还包括由全站仪获取的全站仪测量数据。5.根据权利要求1所述的地铁限界检测方法，其特征在于，将所述限界图与所述断面图进行比对，并根据地铁的限界检测标准参数得到限界分析成果，包括：根据断面图的里程，将所述限界图与所述断面图进行套合；获取位于所述限界图上的多个特征点；得到所述多个特...

【专利技术属性】
技术研发人员：何涛，马海志，王思锴，马全明，陈大勇，李丞鹏，张广伟，李响，王锋，张蕴明，姚中立，刘岩，高金起，赵锋，谷斌，
申请(专利权)人：北京威远图易数字科技有限公司，北京城建勘测设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11