无砟轨道板尺寸检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种无砟轨道板尺寸检测方法及装置，所述方法包括以下步骤：步骤S1：从不同方向及位置对所述无砟轨道板进行拍摄，得到无砟轨道板的多个影像相片，步骤S2：对所述多个影像相片进行图像处理，得到该无砟轨道板表面的多个照相测量点的三维坐标；步骤S3：将所述多个照相测量点的三维坐标与该无砟轨道板的三维模型进行匹配，得到所述无砟轨道板的点云形状；步骤S4：将所述无砟轨道板的点云形状上对应于该三维模型上相同面的测量点集进行拟合，并计算所述无砟轨道板尺寸检测量的值。本发明专利技术实现了快速准确地测量出无砟轨道板的尺寸，其检测速度快、精确度高且操作简便快捷、成本低。

【技术实现步骤摘要】
无砟轨道板尺寸检测方法及装置
本专利技术涉及列车轨道测量
，特别涉及一种无砟轨道板尺寸检测方法及装置。
技术介绍
近年来，随着社会经济的提升，我国的轨道交通建设也得到极大的发展，尤其是高速铁路列车，已经形成初具规模的高速铁路网，为人们的出行带来了极大的便捷，提高了乘坐火车的舒适度。在电气化的高速铁路轨道铺设中，通常采用CRTS即无砟轨道板，其主要分为CRTSI型无砟轨道板，CRTSII型无砟轨道板，CRTSIII型无砟轨道板，CRTSI型双块式无砟轨道板及CRTSII型双块式无砟轨道板。其中，CRTSIII型无砟轨道板(CRTS III，SlabBallastless Track)是指预制轨道板通过水泥浙青砂衆调整层，铺设在现场摊铺的混凝土支承层或现场浇注的钢筋混凝土底座(桥梁)上，并对每块板限位，适应ZPW — 2000轨道电路的连续轨道板无砟轨道结构型式。目前，对上述无砟轨道板传统的测量方法主要是靠人工运用钢尺、游标卡尺、万能角度尺及相应工装对需要检测的几何尺寸进行逐一测量，或采用则用球棱镜及其配套工装通过全站仪进行测量。大量测量数据需要投入人工记录和计算，最后将所有检测数据汇总。从测量到数据处理不仅投入大量人力和时间，而且检测的人为误差较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种无砟轨道板尺寸检测方法及装置，能快速准确地测量出无砟轨道板的尺寸，其检测速度快、精确度高且操作简便快捷、成本低。为达到上述目的，本专利技术提出了一种无砟轨道板尺寸检测方法，包括以下步骤:步骤S1:在待测的无砟轨道板表面布设多个照相测量点及编码标志点，以及在该无砟轨道板表面或无砟轨道板附近放置，从不同方向及位置对所述无砟轨道板进行拍摄，得到无砟轨道板的多个影像相片，其中，所述多个影像相片中拍摄有该多个照相测量点、编码标志点及两标准尺，且相邻的所述多个影像相片中拍摄有至少四个相同的编码标志点；步骤S2:根据所述多个影像相片中的多个照相测量点、编码标志点及两标准尺，对所述多个影像相片进行图像处理，得到该无砟轨道板表面的多个照相测量点的三维坐标；步骤S3:提供该无砟轨道板的三维模型，将所述多个照相测量点的三维坐标与该无砟轨道板的三维模型进行匹配，得到所述无砟轨道板的点云形状；步骤S4:将所述无砟轨道板的点云形状上对应于该三维模型上相同面的测量点集进行拟合，并计算所述无砟轨道板尺寸检测量的值。进一步，在上述无砟轨道板尺寸检测方法中，所述多个编码标志点均匀布设于该无砟轨道板的表面，且每一所述多个影像相片中拍摄到至少四个编码标志点。进一步，在上述无砟轨道板尺寸检测方法中，所述步骤S2具体包括:步骤S21:根据影像相片中的多个照相测量点，通过图像识别算法识别出该照相测量点的边缘并提取出识别的边缘数据，通过该边缘数据定位测量点的中心位置；步骤S22:根据影像相片中的多个编码标志点，将不同影像相片中相同编码的编码标志点进行匹配，以将所述多个影像相片拼接得到该无砟轨道板的全景图像；步骤S23:根据所述多个照相测量点的边缘数据，通过光束法平差计算出该无砟轨道板的全景图像中多个照相测量点的三维坐标，即得到该无砟轨道板表面照相测量点的云数据。进一步，在上述无砟轨道板尺寸检测方法中，所述步骤S22具体包括:识别出该影像相片中的多个编码标志点；将识别出的编码标志点与数据库里的模版标志点进行比对，得到影像相片中的多个编码标志点的编码；将不同影像相片中相同编码的编码标志点进行匹配，以将所述多个影像相片拼接得到该无砟轨道板的全景图像。进一步，在上述无砟轨道板尺寸检测方法中，所述步骤S3具体包括:提供该无砟轨道板的三维模型；根据所述多个照相测量点三维坐标的测量坐标系与三维模型的模型设计坐标系中的公共点坐标，获取所述测量坐标系与模型设计坐标系的转换参数，并根据所述转换参数将所述测量坐标系与模型设计坐标系进行对齐匹配；或通过迭代就近点算法对所述多个照相测量点的三维坐标与三维模型进行最小二乘迭代，从而将所述多个照相测量点的三维坐标与三维模型进行匹配；根据上述匹配结果拟合出所述无砟轨道板的点云形状。进一步，在上述无砟轨道板尺寸检测方法中，所述步骤S4还包括:根据所述无砟轨道板尺寸检测量的几何关系进行计算生成测量报表。本专利技术还提供一种无砟轨道板尺寸检测装置，用于检测无砟轨道板的尺寸，所述检测装置包括:布设于所述无砟轨道板表面的多个照相测量点及编码标志点、两标准尺、数码摄像机以及图像处理系统，所述两标准尺放置于该无砟轨道板表面或无砟轨道板附近，所述数码摄像机用于从不同方向及位置对所述无砟轨道板进行拍摄，得到无砟轨道板的多个影像相片，其中，所述多个影像相片中拍摄有该多个照相测量点、编码标志点及两标准尺，且相邻的所述多个影像相片中拍摄有至少四个相同的编码标志点；所述图像处理系统包括:坐标获取模块、用于根据所述多个影像相片中的多个照相测量点、编码标志点及两标准尺，对所述多个影像相片进行图像处理，得到该无砟轨道板表面的多个照相测量点的三维坐标；坐标匹配模块、连接于所述坐标获取模块，用于将所述多个照相测量点的三维坐标与该无砟轨道板的三维模型进行匹配，得到所述无砟轨道板的点云形状；以及拟合计算模块，连接于所述坐标匹配模块，用于将所述无砟轨道板的点云形状上对应于该三维模型上相同面的测量点集进行拟合，并计算所述无砟轨道板尺寸检测量的值。进一步，在上述无砟轨道板尺寸检测装置中，所述图像处理系统还包括连接于所述拟合计算模块的测量报表生成模块，用于根据所述无砟轨道板尺寸检测量的几何关系进行计算生成测量报表。进一步，在上述无砟轨道板尺寸检测装置中，所述多个照相测量点为圆形，且采用定向反光材料制作而成的回光反射标志或者激光发射器投射激光点。进一步，在上述无砟轨道板尺寸检测装置中，所述多个编码标志点为圆形且均匀布设于该无砟轨道板的表面，每一所述多个影像相片中拍摄到至少四个编码标志点。本专利技术无砟轨道板尺寸检测方法及装置实现了快速准确地测量出无砟轨道板的尺寸，其检测速度快、精确度高且操作简便快捷、成本低。【附图说明】图1为本专利技术无砟轨道板尺寸检测方法的流程示意图；图2为图1中步骤S2的具体流程示意图；图3为本专利技术无砟轨道板尺寸检测装置的结构示意图；图4为本专利技术无砟轨道板尺寸检测装置的原理示意图；图5为4个点的投影前后的交比分别定义示意图。【具体实施方式】下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施例。请参阅图1，本专利技术无砟轨道板尺寸检测方法包括以下步骤:步骤S1:在待测的无砟轨道板表面布设多个照相测量点及编码标志点，以及在该无砟轨道板表面或无砟轨道板附近放置，从不同方向及位置对所述无砟轨道板进行拍摄，得到无砟轨道板的多个影像相片，其中，所述多个影像相片中拍摄有该多个照相测量点、编码标志点及两标准尺，且相邻的所述多个影像相片中拍摄有至少四个相同的编码标志点；步骤S2:根据所述多个影像相片中的多个照相测量点、编码标志点及两标准尺，对所述多个影像相片进行图像处理，得到该无砟轨道板表面的多个照相测量点的三维坐标；步骤S3:提供该无砟轨道板的三维模型(IGS模型)，将所述多个照相测量点的三维坐标与该无砟轨道板的三维模型进行匹配，得到所述无砟轨道板的点云形状；所述点云形状由该无砟轨道板表面各个照相测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无砟轨道板尺寸检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：在待测的无砟轨道板表面布设多个照相测量点及编码标志点，以及在该无砟轨道板表面或无砟轨道板附近放置，从不同方向及位置对所述无砟轨道板进行拍摄，得到无砟轨道板的多个影像相片，其中，所述多个影像相片中拍摄有该多个照相测量点、编码标志点及两标准尺，且相邻的所述多个影像相片中拍摄有至少四个相同的编码标志点；步骤S2：根据所述多个影像相片中的多个照相测量点、编码标志点及两标准尺，对所述多个影像相片进行图像处理，得到该无砟轨道板表面的多个照相测量点的三维坐标；步骤S3：提供该无砟轨道板的三维模型，将所述多个照相测量点的三维坐标与该无砟轨道板的三维模型进行匹配，得到所述无砟轨道板的点云形状；步骤S4：将所述无砟轨道板的点云形状上对应于该三维模型上相同面的测量点集进行拟合，并计算所述无砟轨道板尺寸检测量的值。

【技术特征摘要】
1.一种无砟轨道板尺寸检测方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤S1:在待测的无砟轨道板表面布设多个照相测量点及编码标志点，以及在该无砟轨道板表面或无砟轨道板附近放置，从不同方向及位置对所述无砟轨道板进行拍摄，得到无砟轨道板的多个影像相片，其中，所述多个影像相片中拍摄有该多个照相测量点、编码标志点及两标准尺，且相邻的所述多个影像相片中拍摄有至少四个相同的编码标志点；步骤S2:根据所述多个影像相片中的多个照相测量点、编码标志点及两标准尺，对所述多个影像相片进行图像处理，得到该无砟轨道板表面的多个照相测量点的三维坐标；步骤S3:提供该无砟轨道板的三维模型，将所述多个照相测量点的三维坐标与该无砟轨道板的三维模型进行匹配，得到所述无砟轨道板的点云形状；步骤S4:将所述无砟轨道板的点云形状上对应于该三维模型上相同面的测量点集进行拟合，并计算所述无砟轨道板尺寸检测量的值。2.根据权利要求1所述的无砟轨道板尺寸检测方法及装置，其特征在于，所述多个编码标志点均匀布设于该无砟轨道板的表面，且每一所述多个影像相片中拍摄到至少四个编码标志点。3.根据权利要求2所述的无砟轨道板尺寸检测方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括:步骤S21:根据影像相片中的多个照相测量点，通过图像识别算法识别出该照相测量点的边缘并提取出识别的边缘数据，通过该边缘数据定位测量点的中心位置；步骤S22:根据影像相片中的多个编码标志点，将不同影像相片中相同编码的编码标志点进行匹配，以将所述多个影像相片拼接得到该无砟轨道板的全景图像；步骤S23:根据所述多个照相测量点的边缘数据，通过光束法平差计算出该无砟轨道板的全景图像中多个照相测量点的三维坐标，即得到该无砟轨道板表面照相测量点的云数据。4.根据权利要求3所述的无砟轨道板尺寸检测方法，其特征在于，所述步骤S22具体包括:识别出该影像相片中的多个编码标志点；将识别出的编码标志点与数据库里的模版标志点进行比对，得到影像相片中的多个编码标志点的编码；将不同影像相片中相同编码的编码标志点进行匹配，以将所述多个影像相片拼接得到该无砟轨道板的全景图像。5.根据权利要求1所述的无砟轨道板尺寸检测方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括:提供该无砟轨道板的三维模型；根据所述多个照相测量点三维坐标的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张书国，刘歆泽，温辉，李拴虎，范宏生，吴晓俊，歧志强，勾志阳，王孟，陈波，董博峰，高涛，曾建国，朱建军，
申请(专利权)人：中建铁路建设有限公司，北京普达迪泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：