单开道岔几何形位测量方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种单开道岔几何形位测量方法、装置、电子设备及存储介质，涉及铁路交通管理技术领域，单开道岔几何形位测量方法包括获取单开道岔点云数据；从单开道岔点云数据中提取单开道岔钢轨结构；根据待测量的几何形位指标对所述单开道岔钢轨结构进行关键部位标定；对标定的关键部位点云数据进行特征提取得到待测量的几何形位指标值，实现单开道岔几何形位参数无接触式测量，可以使道岔结构的几何形位信息全面、整体地呈现，并且，可以提升单开道岔关键几何形位参数提取效率和识别精确性。岔关键几何形位参数提取效率和识别精确性。岔关键几何形位参数提取效率和识别精确性。

【技术实现步骤摘要】
单开道岔几何形位测量方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及铁路交通管理
，尤其涉及一种单开道岔几何形位测量方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]道岔作为铁路轨道结构的重要组成部分，是引导列车进路和实现进路转换的关键设备，其集成了轨道结构中的各项薄弱环节，道岔结构的几何形位精确检测是一项直接影响铁路安全与稳定运营的重要工作。传统的道岔几何形位大多是依靠轨距尺、弦线、轨距测量仪等进行人工操作测量，这类测量方法具有较高的测量精度，但是存在耗时、耗工、经验依赖、随机性强等缺点，并且，由于测量点位有限，无法对道岔结构全面的几何形位信息进行全面、整体地呈现、分析与识别，而获取多个测量点又会耗费大量人力和时间，并且测量效率低。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种单开道岔几何形位测量方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决传统基于人工的道岔几何形位测量方法无法对道岔结构全面的几何形位信息进行精确识别，并且测量效率低的缺陷。
[0004]本专利技术提供一种单开道岔几何形位测量方法，包括：获取单开道岔点云数据；从所述单开道岔点云数据中提取单开道岔钢轨结构；根据待测量的几何形位指标对所述单开道岔钢轨结构进行关键部位标定；对标定的关键部位点云数据进行特征提取得到待测量的几何形位指标值。
[0005]根据本专利技术提供的一种单开道岔几何形位测量方法，所述从所述单开道岔点云数据中提取单开道岔钢轨结构，包括：将用于展示单开道岔点云数据的CAD图元坐标调整为与单开道岔在CPIII平面控制网坐标一致；在坐标一致情况下，对每个点位上获取的单开道岔点云数据进行边缘重合数据裁剪；将裁剪后的每个点位获取的单开道岔点云数据进行合并；从合并后的点云数据中提取单开道岔钢轨结构。
[0006]根据本专利技术提供的一种单开道岔几何形位测量方法，将用于展示单开道岔点云数据的CAD图元坐标调整为与单开道岔在CPIII平面控制网坐标一致，包括：计算用于展示单开道岔点云数据的CAD图元坐标系向CPIII平面控制网坐标系转换的坐标旋转矩阵和平移矩阵；根据所述坐标旋转矩阵和平移矩阵将用于展示单开道岔点云数据的CAD图元坐标调整为与单开道岔在CPIII平面控制网坐标一致。
[0007]根据本专利技术提供的一种单开道岔几何形位测量方法，所述对每个点位上获取的单开道岔点云数据进行边缘重合数据裁剪，包括：获取裁剪框各个顶点的坐标；将裁剪框各个顶点的坐标输入凸包模型中以构建凸包；对每个点位上获取的单开道岔点云数据依据所述凸包进行ConvexHull滤波得到裁剪后的点云数据。
[0008]根据本专利技术提供的一种单开道岔几何形位测量方法，从合并后的点云数据中提取单开道岔钢轨结构后，还包括：随机选取合并后的点云数据的任一点作为中心点，计算点云数据中每个点到中心点的平均距离，得到点云数据中所有点的距离对应的高斯分布；根据高斯分布的方差，剔除方差不满足要求的点，以对合并后的点云数据进行滤波去噪。
[0009]根据本专利技术提供的一种单开道岔几何形位测量方法，所述从合并后的点云数据中提取单开道岔钢轨结构，包括：将滤波去噪后的点云数据输入图卷积网络模型，得到单开道岔所在路段的钢轨结构，其中，图卷积网络模型根据单开道岔所在路段的钢轨结构样本数据训练得到，所述图卷积网络模型的特征解码隐藏层神经元数量为256
×
256，特征分类输出层为2。
[0010]根据本专利技术提供的一种单开道岔几何形位测量方法，所述获取单开道岔点云数据通过布置在预设点位的激光雷达获取，预设点位的坐标计算方法包括：依据单开道岔的聚焦区域以及激光雷达的型号参数确定激光雷达的布设点位；根据高速铁路CPIII平面控制网中CPIII桩点平面坐标以及激光雷达布设点位距CPIII桩点的距离和方向计算出CPIII布设点位的坐标。
[0011]本专利技术还提供一种单开道岔几何形位测量装置，包括：获取模块，用于获取单开道岔点云数据；第一提取模块，用于从所述单开道岔点云数据中提取单开道岔钢轨结构；标定模块，用于根据待测量的几何形位指标对所述单开道岔钢轨结构进行关键部位标定；第二提取模块，用于对标定的关键部位点云数据进行特征提取得到待测量的几何形位指标值。
[0012]本专利技术还提供一种电子设备，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，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的单开道岔几何形位测量方法。
[0013]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的单开道岔几何形位测量方法。
[0014]本专利技术提供的单开道岔几何形位测量方法、装置、电子设备及存储介质，通过获取单开道岔点云数据；从单开道岔点云数据中提取单开道岔钢轨结构；根据待测量的几何形位指标对所述单开道岔钢轨结构进行关键部位标定；对标定的关键部位点云数据进行特征提取得到待测量的几何形位指标值，实现单开道岔几何形位参数无接触式测量，可以使道岔结构的几何形位信息全面、整体地呈现，并且，可以提升单开道岔关键几何形位参数提取
效率和识别精确性。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
[0016]图1是本专利技术提供的单开道岔几何形位测量方法的流程示意图之一；图2是本专利技术提供的激光扫描仪点位布置示意图；图3是本专利技术提供的单开道岔几何形位测量方法的流程示意图之二；图4是本专利技术提供的单开道岔点云数据裁剪流程图；图5是本专利技术提供的裁剪合并后道岔点云图；图6是本专利技术提供的改进的DGCNN网络架构图；图7是本专利技术提供的基于DGCNN提取的道岔钢轨结构示意图；图8（a）是本专利技术提供的直轨轨距测量位置示意图；图8（b）是本专利技术提供的曲轨轨距测量位置示意图；图9是本专利技术提供的分割后的道岔点云示意图；图10是本专利技术提供的单开道岔几何形位测量装置的结构示意图；图11是本专利技术提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作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。
[0018]图1为本专利技术实施例提供的单开道岔几何形位测量方法的流程图，如图1所示，本专利技术实施例提供的单开道岔几何形位测量方法包括：步骤101、获取单开道岔点云数据；在本专利技术实施例中，获取单开道岔点云数据通过布置在预设点位的激光雷达获取，预设点位的坐标计算方法包括：依据单开道岔的聚焦区域以及激光雷达的型号参数确定激光雷达的布设点位；根据高速铁路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单开道岔几何形位测量方法，其特征在于，包括：获取单开道岔点云数据；从所述单开道岔点云数据中提取单开道岔钢轨结构；根据待测量的几何形位指标对所述单开道岔钢轨结构进行关键部位标定；对标定的关键部位点云数据进行特征提取得到待测量的几何形位指标值。2.根据权利要求1所述的单开道岔几何形位测量方法，其特征在于，所述从所述单开道岔点云数据中提取单开道岔钢轨结构，包括：将用于展示单开道岔点云数据的CAD图元坐标调整为与单开道岔在CPIII平面控制网坐标一致；在坐标一致情况下，对每个点位上获取的单开道岔点云数据进行边缘重合数据裁剪；将裁剪后的每个点位获取的单开道岔点云数据进行合并；从合并后的点云数据中提取单开道岔钢轨结构。3.根据权利要求2所述的单开道岔几何形位测量方法，其特征在于，将用于展示单开道岔点云数据的CAD图元坐标调整为与单开道岔在CPIII平面控制网坐标一致，包括：计算用于展示单开道岔点云数据的CAD图元坐标系向CPIII平面控制网坐标系转换的坐标旋转矩阵和平移矩阵；根据所述坐标旋转矩阵和平移矩阵将用于展示单开道岔点云数据的CAD图元坐标调整为与单开道岔在CPIII平面控制网坐标一致。4.根据权利要求2所述的单开道岔几何形位测量方法，其特征在于，所述对每个点位上获取的单开道岔点云数据进行边缘重合数据裁剪，包括：获取裁剪框各个顶点的坐标；将裁剪框各个顶点的坐标输入凸包模型中以构建凸包；对每个点位上获取的单开道岔点云数据依据所述凸包进行ConvexHull滤波得到裁剪后的点云数据。5.根据权利要求2所述的单开道岔几何形位测量方法，其特征在于，从合并后的点云数据中提取单开道岔钢轨结构后，还包括：随机选取合并后的点云数据的任一点作为中心点，计算点云数据中每个点到中心点的平均距离，得到点...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊波，沈鹍，王东妍，吴霞，李娟，樊涛，刘俊，郝贵才，李林，任京楠，杨一玎，郭心全，李亚峰，姜帅，杨超凡，余亮，裴亚林，张金星，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司北京经纬信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：