第三轨位置检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种第三轨位置检测方法及系统，包括分别采集第三轨的轮廓数据、第一钢轨的轮廓数据和第二钢轨的轮廓数据，所述第一钢轨的轮廓数据包括位于所述第一钢轨轨面下方的两个轮廓扫描数据，且所述第一钢轨靠近所述第三轨；基于所述第一钢轨的轮廓数据和所述第二钢轨的轮廓数据，确定轨道平面；基于所述第三轨的轮廓数据，确定所述第三轨的中心点；基于所述轨道平面和所述第三轨的中心点，计算所述第三轨的导高值；基于所述第一钢轨的轮廓数据、所述第三轨的中心点以及所述轨道平面，计算所述第三轨的拉出值。本发明专利技术可提高第三轨位置测量的准确度。置测量的准确度。置测量的准确度。

【技术实现步骤摘要】
第三轨位置检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及车辆检测
，具体涉及一种第三轨位置检测方法及系统。

技术介绍

[0002]第三轨又叫供电轨，是指安装在城市轨道线路旁的，单独用来供电的轨道，其与授流面(集电靴)配套工作，为轨道交通列车上面所有的设备提供电力支持。
[0003]列车通过集电靴从第三轨取电，如果第三轨相对铁路钢轨位置变化，会导致列车无法取电故障，严重可能会导致限界侵入，与列车发生碰撞的可能，所以需要定期对第三轨相对铁路钢轨的相对位置进行测量。
[0004]第三轨相对铁路钢轨的相对位置包括到导高值和拉出值，测量方法一般包括：
[0005](1)利用第三轨测量尺人工测量：测量时需要单独申请作业时间点，在作业时间点内对第三轨进行测量；在有限的时间里，人工测量效率低，提高了运营成本，同时，也使第三轨测量周期加长，增加了隐患。
[0006](2)利用手推式小车，在手推式钢轨小车添加测量臂，对第三轨相对位置进行测量。测量臂为接触式或者非接触式，都是利用手推小车与钢轨接触形成参考系，实现对第三轨道的测量。这类测量速度慢，效率低，只能达到5公里每小时左右。
[0007](3)利用火车，添加测量臂，测量臂分为接触式或者非接触式对钢轨进行测量。由于火车车体重量重，会影响测量结果；同时这类测量结果对于工务维护作业只能作为参考，因为工务维修操作过程只能使用静态测量即铁路上没有负载比如火车。
[0008]相关技术中，公布号为CN111366082A的中国专利技术专利申请文献记载了一种移动式接触轨检测装置，包括：设置在轨道上的小车，其一侧以可伸缩的方式设置有能伸入接触轨下方的测量单元，所述小车上设置有与测量单元通信连接的主机；测量单元被配置为包括：与接触轨相配合，以采集3D点云和/或图片信息的第一工业相机，第二工业相机；设置在第二工业相机一侧的激光器。该方案其能够通过设置的伸缩式测量单元，在保证具有可靠的测量基准的前提下将测量探头架设到接触轨下方，对接触轨进行连续扫描测量。该方案基于轨道小车作为参考确定轨道平面，轨道小车的运动状态及相对钢轨相对位置变化会影响测量结果。
[0009]公布号为CN110672051A的中国专利技术专利申请文献记载了一种铁路接触网导高和拉出值的测量方法及系统，包括支撑架、定位器、智能传感器，通过利用测量定位器角度变化的原理测量导高和拉出值，测量传感器可固定在定位器上，从而实现了可以连续测量接触网导高、拉出值的目的，通过在智能传感器的内置了MCU处理芯片，可以自动分析计算采集到的数据，可以连续分析接触网导高和拉出值是否正常，如果不正常，则立即发送报警数据。
[0010]该方案的测量对象是接触网，其测量的拉出值和导高值均为测量轨道平面中心相对接触网位置关系，且基于轨道小车确定轨道平面，实质为接触式测量方式。

技术实现思路

[0011]本专利技术所要解决的技术问题在于如何实现对接触轨位置的准确测量。
[0012]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0013]本专利技术提出了一种第三轨位置检测方法，所述方法包括：
[0014]分别采集第三轨的轮廓数据、第一钢轨的轮廓数据和第二钢轨的轮廓数据，所述第一钢轨的轮廓数据包括位于所述第一钢轨轨面下方的两个轮廓扫描数据，且所述第一钢轨靠近所述第三轨；
[0015]基于所述第一钢轨的轮廓数据和所述第二钢轨的轮廓数据，确定轨道平面；
[0016]基于所述第三轨的轮廓数据，确定所述第三轨的中心点；
[0017]基于所述轨道平面和所述第三轨的中心点，计算所述第三轨的导高值；
[0018]基于所述第一钢轨的轮廓数据、所述第三轨的中心点以及所述轨道平面，计算所述第三轨的拉出值。
[0019]本专利技术通过采集第三轨的轮廓数据和两钢轨的轮廓数据，确定轨道平面、第三轨中心点等，从而确定第三轨与轨道平面的关系，从而确定导高值，解决了由于小车在钢轨运行过程中小车相对钢轨位置变化导致的测量误差问题；基于第一钢轨的轮廓数据、第三轨的中心点以及轨道平面，计算第三轨的拉出值，可解决小车与钢轨不平行的问题导致的测量误差。
[0020]进一步地，所述基于所述第一钢轨的轮廓数据、所述第三轨的中心点以及所述轨道平面，计算所述第三轨的拉出值，包括：
[0021]从位于所述第一钢轨轨面下方的两个轮廓扫描数据各获取一个轮廓点，基于两个轮廓点组成空间线段；
[0022]计算所述空间线段投影到所述轨道平面上的投影线段；
[0023]计算所述第三轨的中心点在所述轨道平面上的投影点；
[0024]在所述轨道平面上，计算所述投影点到所述投影线段的垂直距离作为所述第三轨的拉出值。
[0025]进一步地，所述第一钢轨的轮廓数据包括位于所述第一钢轨轨面以下16mm位置处的两个轮廓扫描数据。
[0026]进一步地，在所述分别采集第三轨的轮廓数据、第一钢轨的轮廓数据和第二钢轨的轮廓数据之后，所述方法还包括：
[0027]将位于轮廓仪坐标系下的所述第三轨的轮廓数据、所述第一钢轨的轮廓数据和所述第二钢轨的轮廓数据分别通过坐标系旋转平移方程转移到同一个三维坐标系下。
[0028]进一步地，所述基于所述第一钢轨的轮廓数据和所述第二钢轨的轮廓数据，确定轨道平面，包括：
[0029]对位于同一三维坐标系下的所述第一钢轨的两个轮廓点集和所述第二钢轨的轮廓点集，分别抽取一个轮廓点；
[0030]基于抽取得到的三个轮廓点构成所述轨道平面。
[0031]进一步地，所述轨道平面上所有轮廓点处于该平面的一边或者部分轮廓点在该平面的一边，部分轮廓点处于该平面上；
[0032]且位于三维坐标系下的第三轨的轮廓点位于该平面的另一边。
[0033]此外，本专利技术还提出了一种第三轨位置检测系统，所述系统包括：
[0034]采集模块，用于分别采集第三轨的轮廓数据、第一钢轨的轮廓数据和第二钢轨的轮廓数据，所述第一钢轨的轮廓数据包括位于所述第一钢轨轨面下方的两个轮廓扫描数据，且所述第一钢轨靠近所述第三轨
[0035]轨道平面确定模块，用于基于所述第一钢轨的轮廓数据和所述第二钢轨的轮廓数据，确定轨道平面；
[0036]中心点确定模块，用于基于所述第三轨的轮廓数据，确定所述第三轨的中心点；
[0037]导高值计算模块，用于基于所述轨道平面和所述第三轨的中心点，计算所述第三轨的导高值；
[0038]拉出值计算模块，用于基于所述第一钢轨的轮廓数据、所述第三轨的中心点以及所述轨道平面，计算所述第三轨的拉出值。
[0039]进一步地，所述采集模块包括安装于刚性机械结构上的第一激光轮廓仪、第二激光轮廓仪、第三激光轮廓仪和第四激光轮廓仪，所述刚性机械结构连接于双轨式钢轨超声波探伤仪，所述第一激光轮廓仪安装于所述第三轨下方，所述第二激光轮廓仪和所述第三激光轮廓仪位于所述第一钢轨上方，所述第四激光轮廓仪位于所述第二钢轨上方；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种第三轨位置检测方法，其特征在于，所述方法包括：分别采集第三轨的轮廓数据、第一钢轨的轮廓数据和第二钢轨的轮廓数据，所述第一钢轨的轮廓数据包括位于所述第一钢轨轨面下方的两个轮廓扫描数据，且所述第一钢轨靠近所述第三轨；基于所述第一钢轨的轮廓数据和所述第二钢轨的轮廓数据，确定轨道平面；基于所述第三轨的轮廓数据，确定所述第三轨的中心点；基于所述轨道平面和所述第三轨的中心点，计算所述第三轨的导高值；基于所述第一钢轨的轮廓数据、所述第三轨的中心点以及所述轨道平面，计算所述第三轨的拉出值。2.如权利要求1所述的第三轨位置检测方法，其特征在于，所述基于所述第一钢轨的轮廓数据、所述第三轨的中心点以及所述轨道平面，计算所述第三轨的拉出值，包括：从位于所述第一钢轨轨面下方的两个轮廓扫描数据各获取一个轮廓点，基于两个轮廓点组成空间线段；计算所述空间线段投影到所述轨道平面上的投影线段；计算所述第三轨的中心点在所述轨道平面上的投影点；在所述轨道平面上，计算所述投影点到所述投影线段的垂直距离作为所述第三轨的拉出值。3.如权利要求1所述的第三轨位置检测方法，其特征在于，所述第一钢轨的轮廓数据包括位于所述第一钢轨轨面以下16mm位置处的两个轮廓扫描数据。4.如权利要求1所述的第三轨位置检测方法，其特征在于，在所述分别采集第三轨的轮廓数据、第一钢轨的轮廓数据和第二钢轨的轮廓数据之后，所述方法还包括：将位于轮廓仪坐标系下的所述第三轨的轮廓数据、所述第一钢轨的轮廓数据和所述第二钢轨的轮廓数据分别通过坐标系旋转平移方程转移到同一个三维坐标系下。5.如权利要求4所述的第三轨位置检测方法，其特征在于，所述基于所述第一钢轨的轮廓数据和所述第二钢轨的轮廓数据，确定轨道平面，包括：对位于同一三维坐标系下的所述第一钢轨的两个轮廓点集和所述第二钢轨的轮廓点集，分别抽取一个轮廓点；基于抽取得到的三个轮廓点构成所述轨道平面。6.如权利要求5所述的第三轨位置检测方法，其特征在于，所述轨道平面上所有轮廓点处于该平面的一边或者部分轮廓点在该平面的一边，部分轮廓点处于该平面上；且位于三维坐标系下的第三轨的轮廓点位于该平面的另一边。7.一种第三轨位置检测系统，其特征在于，所述系统包括：采集模块，用于分别采集第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耀，张震远，米继光，张宝猛，张文豪，徐志伟，郭远建，陈志祥，章罕，
申请(专利权)人：合肥超科电子有限公司，
类型：发明
国别省市：