基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法，所述轨道检测方法包括：惯导小车，所述惯导小车上设置有多种检测轨道数据信息的传感器，包括测距传感器、测角传感器、惯性传感器、里程传感器、坐标获取传感器和图像传感器，根据惯导小车上的多种传感器所检测到的数据信息计算各段轨道的不平顺质量指数，在某段轨道的不平顺质量指数大于质量指数阈值时，传输信息对该段轨道进行检修，在某段轨道的不平顺质量指数小于等于质量指数阈值时，将不平顺质量指数与最近一次计算的该段轨道的不平顺质量指数进行比较，据此判断是否要比较该段轨道的高低不平顺性质量指数，分析判断是否要对轨道板进行检修。

【技术实现步骤摘要】
基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法及系统
本专利技术涉及轨道检测
，具体为一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法及系统。
技术介绍
高速铁路轨道病害检测与诊断技术是国内外科研机构、高科技企业以及铁路管理机构最关注的关键技术之一，伴随着传感器技术、高精度激光测量技术、计算机技术和图像处理与分析技术的快速发展，高铁轨道病害检测技术最近几年取得长足的进步。在高速铁路轨道几何参数测量及不平顺性检测方面，研究工作主要围绕着轨道静态几何参数的高精度检测和轨道动态参数的快速高效检测两方面，目前主要包括采用静态轨检小车与高速动检列车两种手段。但是无论哪种技术手段，现有技术中，都是在检测到轨道不平顺之后，再对轨道进行检修，这种方式不利于列车在轨道上的安全行驶。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法及系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法，所述轨道检测方法包括：惯导小车，所述惯导小车上设置有多种检测轨道数据信息的传感器，包括测距传感器、测角传感器、惯性传感器、里程传感器、坐标获取传感器和图像传感器，根据惯导小车上的多种传感器所检测到的数据信息计算各段轨道的不平顺质量指数，如果某段轨道的不平顺质量指数Q1大于质量指数阈值时，传输信息对该段轨道进行检修，如果某段轨道的不平顺质量指数Q1小于等于质量指数阈值时，计算Q1-Q0，其中，Q0为最近一次计算的该段轨道的不平顺质量指数，当Q1-Q0大于预设差值阈值时，如果该段轨道的该次的高低不平顺性参数大于最近一次该段轨道的高低不平顺性参数，分析该段轨道内各个轨道板的信息，判断是否要对轨道板进行检修。进一步的，所述分析该段轨道内各个轨道板的信息包括：图像传感器采集该段轨道内各个轨道板的图像信息，设该段轨道内轨道板的个数为M个，M为自然数，分别对各个轨道板的图像进行边缘检测获取轨道板上的裂缝信息，所述裂缝信息包括正面裂缝信息和侧面裂缝信息，根据裂缝信息计算裂缝参考值，将各个轨道板的裂缝参考值按照从大到小的顺序排序，选取排序前N的轨道板为存疑轨道板，N为自然数，N小于M；将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析，其中，所述检修数据库用于存储进行修补过的轨道板信息。进一步的，所述根据裂缝信息计算裂缝参考值包括：获取正面裂缝沿与轨道垂直方向上的长度L1以及沿与轨道平行方向上的宽度K1，那么正面裂缝参考值P1=a*L1/L0+b*K1/K0,a+b=1，a和b位于0到1之间；获取侧面裂缝沿与轨道垂直方向上的高度H1以及沿与轨道平行方向上的宽度K2，那么侧面裂缝参考值P2=c*H1/H0+d*K2/K0，c+d=1，c和d位于0到1之间，其中，L0为轨道板的长，K0为轨道板的宽，H0为轨道板的高，某个轨道板的裂缝参考值Pz=u*P1+v*P2，其中，u+v=1，u小于v，u和v位于0到1之间。进一步的，所述将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析包括：如果检修数据库中存在存疑轨道板的历史修补信息，获取存疑轨道板的修补参考值X=Vc/Vz，其中，Vc为该块存疑轨道板所用修补材料的体积，Vz为该块轨道板的体积；将修补参考值与预设参考值进行比较，如果修补参考值大于预设参考值，那么获取存疑轨道板的修补时间与当前时间的时间间隔，当时间间隔大于间隔阈值，将存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像进行相似度比较，当时间间隔小于等于间隔阈值，采集最近一段时间的每天最高温度的平均值，如果平均值大于等于预设平均值，将存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像进行相似度比较；其中，在将存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像进行相似度比较时，如果相似度大于等于相似度阈值，那么该存疑轨道板为待检修轨道板。进一步的，所述将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析还包括：如果某个存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像的相似度小于相似度阈值时，分别从该存疑轨道板该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像中提取各个裂缝的端点位置，如果存在该次的裂缝图像中的某个裂缝的端点位置与修补前的裂缝图像的某个裂缝的端点位置在轨道板上的距离小于端点距离参考值，那么该存疑轨道板为待检修轨道板。进一步的，所述将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析包括：如果检修数据库中不存在存疑轨道板的历史修补信息，分别采集各个存疑轨道板与其他存疑轨道板之间的距离，那么某个存疑轨道板的跨度参考值，其中，为该个存疑轨道板与第i个其他存疑轨道板之间的距离，将各个存疑轨道板的跨度参考值按照从小到大的顺序排序，选取排序第一的存疑轨道板为中心轨道板，以中心轨道板为中心，以预设值半径画出圆形区域，选取圆形区域内的存疑轨道板为待检修轨道板。一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测系统，所述轨道检测系统包括：惯导小车，所述惯导小车上设置有多种检测轨道数据信息的传感器，包括测距传感器、测角传感器、惯性传感器、里程传感器、坐标获取传感器和图像传感器；不平顺质量指数计算模块，用于根据惯导小车上的多种传感器所检测到的数据信息计算各段轨道的不平顺质量指数；不平顺质量指数比较模块，用于将各段轨道的不平顺质量指数与质量指数阈值进行比较，在不平顺质量指数大于质量指数阈值时，传输信息对该段轨道进行检修，在不平顺质量指数小于等于质量指数阈值时，传输信息令预设差值计算比较模块工作；预设差值计算比较模块，用于计算该段轨道的不平顺质量指数与最近一次计算的该段轨道的不平顺质量指数之差，在该差大于预设差值阈值时，令高低不平顺性参数计算比较模块工作；高低不平顺性参数计算比较模块，用于将该段轨道的该次的高低不平顺性参数与最近一次该段轨道的高低不平顺性参数进行比较，在该段轨道的该次的高低不平顺性参数大于最近一次该段轨道的高低不平顺性参数时，令轨道板检修分析判断模块工作；轨道板检修分析判断模块，用于分析该段轨道内各个轨道板的信息，判断是否要对轨道板进行检修。进一步的，所述轨道板检修分析判断模块包括：图像裂缝信息获取模块，用于获取该段轨道内各个轨道板的图像信息，设该段轨道内轨道板的个数为M个，M为自然数，分别对各个轨道板的图像进行边缘检测获取轨道板上的裂缝信息，所述裂缝信息包括正面裂缝信息和侧面裂缝信息，根据裂缝信息计算裂缝参考值；存疑轨道选取模块，用于将各个轨道板的裂缝参考值按照从大到小的顺序排序，选取排序前N的轨道板为存疑轨道板，N为自然数，N小于M；数据库比较分析模块，用于将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析，其中，所述检修数据库用于存储进行修补过的轨道板信息；检修数据库中存在存疑轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法，其特征在于，所述轨道检测方法包括：/n惯导小车，所述惯导小车上设置有多种检测轨道数据信息的传感器，包括测距传感器、测角传感器、惯性传感器、里程传感器、坐标获取传感器和图像传感器，/n根据惯导小车上的多种传感器所检测到的数据信息计算各段轨道的不平顺质量指数，如果某段轨道的不平顺质量指数Q1大于质量指数阈值时，传输信息对该段轨道进行检修，/n如果某段轨道的不平顺质量指数Q1小于等于质量指数阈值时，计算Q1-Q0，其中，Q0为最近一次计算的该段轨道的不平顺质量指数，当Q1-Q0大于预设差值阈值时，如果该段轨道的该次的高低不平顺性参数大于最近一次该段轨道的高低不平顺性参数，/n分析该段轨道内各个轨道板的信息，判断是否要对轨道板进行检修。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法，其特征在于，所述轨道检测方法包括：
惯导小车，所述惯导小车上设置有多种检测轨道数据信息的传感器，包括测距传感器、测角传感器、惯性传感器、里程传感器、坐标获取传感器和图像传感器，
根据惯导小车上的多种传感器所检测到的数据信息计算各段轨道的不平顺质量指数，如果某段轨道的不平顺质量指数Q1大于质量指数阈值时，传输信息对该段轨道进行检修，
如果某段轨道的不平顺质量指数Q1小于等于质量指数阈值时，计算Q1-Q0，其中，Q0为最近一次计算的该段轨道的不平顺质量指数，当Q1-Q0大于预设差值阈值时，如果该段轨道的该次的高低不平顺性参数大于最近一次该段轨道的高低不平顺性参数，
分析该段轨道内各个轨道板的信息，判断是否要对轨道板进行检修。


2.根据权利要求1所述的一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法，其特征在于：所述分析该段轨道内各个轨道板的信息包括：
图像传感器采集该段轨道内各个轨道板的图像信息，设该段轨道内轨道板的个数为M个，M为自然数，分别对各个轨道板的图像进行边缘检测获取轨道板上的裂缝信息，所述裂缝信息包括正面裂缝信息和侧面裂缝信息，根据裂缝信息计算裂缝参考值，
将各个轨道板的裂缝参考值按照从大到小的顺序排序，选取排序前N的轨道板为存疑轨道板，N为自然数，N小于M；
将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析，其中，所述检修数据库用于存储进行修补过的轨道板信息。


3.根据权利要求2所述的一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法，其特征在于：所述根据裂缝信息计算裂缝参考值包括：
获取正面裂缝沿与轨道垂直方向上的长度L1以及沿与轨道平行方向上的宽度K1，那么正面裂缝参考值P1=a*L1/L0+b*K1/K0,a+b=1，a和b位于0到1之间；
获取侧面裂缝沿与轨道垂直方向上的高度H1以及沿与轨道平行方向上的宽度K2，那么侧面裂缝参考值P2=c*H1/H0+d*K2/K0，c+d=1，c和d位于0到1之间，其中，L0为轨道板的长，K0为轨道板的宽，H0为轨道板的高，
某个轨道板的裂缝参考值Pz=u*P1+v*P2，其中，u+v=1，u小于v，u和v位于0到1之间。


4.根据权利要求2所述的一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法，其特征在于：所述将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析包括：
如果检修数据库中存在存疑轨道板的历史修补信息，获取存疑轨道板的修补参考值X=Vc/Vz，其中，Vc为该块存疑轨道板所用修补材料的体积，Vz为该块轨道板的体积；
将修补参考值与预设参考值进行比较，如果修补参考值大于预设参考值，那么获取存疑轨道板的修补时间与当前时间的时间间隔，
当时间间隔大于间隔阈值，将存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像进行相似度比较，
当时间间隔小于等于间隔阈值，采集最近一段时间的每天最高温度的平均值，如果平均值大于等于预设平均值，将存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像进行相似度比较；
其中，在将存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像进行相似度比较时，如果相似度大于等于相似度阈值，那么该存疑轨道板为待检修轨道板。


5.根据权利要求2所述的一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法，其特征在于：所述将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析还包括：
如果某个存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像的相似度小于相似度阈值时，
分别从该存疑轨道板该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像中提取各个裂缝的端点位置，如果存在该次的裂缝图像中的某个裂缝的端点位置与修补前的裂缝图像的某个裂缝的端点位置在轨道板上的距离小于端点距离参考值，那么该存疑轨道板为待检修轨道板。


6.根据权利要求2所述的一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法，其特征在于：所述将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析包括：
如果检修数据库中不存在存疑轨道板的历史修补信息，分别采集各个存疑轨道板与其他存疑轨道板之间的距离，
那么某个存疑轨道板的跨度参考值，其中，为该个存疑轨道板与
第i个其他存疑轨道板之间的距离，
将各个存疑轨道板的跨度参考值按照从小到大的顺序排序，选取排序第一的存疑轨道板为中心轨道板...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毛毛，丁健，
申请(专利权)人：常州名吉轨道交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32