1.一种道岔及轨道全轮廓磨损视觉测量仪，其特征在于：包括：数据采集与定位硬件装置，数据采集与分析软件系统；

所述的数据采集与定位硬件装置按功能可分为：旋转编码器测量定位装置、激光视觉测量采集装置、数据传输与电源装置；

所述的旋转编码器测量定位装置安装在检测小车或者轨检车的运动车轮上，用于记录检测数据的位置，并且每行进一段距离触发一次激光视觉测量采集装置采集轨道图像；

激光视觉测量采集装置包括带有定焦工业镜头的工业相机、一字型激光器以及安装承载平台；定焦工业镜头、工业相机、一字型激光器安装于轨道上方的承载平台上，承载平台安装于检测小车或者轨检车上；同时工业相机与一字型激光器对称分布于轨道的两侧，工业相机用于采集一字型激光器投射在轨道上的光条图像，一字型激光器用于向轨道投射光条；

数据传输与电源装置包括数据交换机与电源，该装置用于将激光视觉测量采集装置采集的数据和编码器定位的数据传输到计算机中，进行数据处理与分析，得到轨道和道岔磨损数据，制定维护或更换方案；

数据采集与分析软件系统用于分别获取轨道断面左右两侧轮廓尺寸，并将检测的轨道断面左右两侧轮廓尺寸合并为轨道断面全轮廓尺寸，并且测量轨道磨损量。

2.根据权利要求1所述的所述的道岔及轨道全轮廓磨损视觉测量仪，其特征在于：数据采集与分析软件系统包括以下几个功能模块：激光视觉测量采集装置标定模块：通过拍摄来采集轨道与道岔表面光条图像，然后提取光条在图像中的坐标将其装换为世界坐标系中的三维空间几何截面，在转换的过程中用到工业相机的内参数、外参数以及镜头畸变参数，建立起相机传感器与世界坐标系之间的联系，完成数据精确转换；

激光视觉测量采集装置控制模块：视觉测量极易受到环境光影响，激光视觉测量采集装置控制模块根据光条光强强度来反馈控制相机的曝光量，然后获取投射在轨道上的激光光条图像，并提取图形中的光条；

数据采集图像处理模块：首先对光条图像进行畸变矫正、滤波处理，然后根据光条为图形中最亮区域采用阈值分割法初步提取光条图像，再对光条图像提取光条中心亚像素坐标，最后根据标定计算出的相机内外参数以及畸变参数计算得到单应性矩阵，将光条中心亚像素坐标转换为轨道或道岔实际几何截面；

测量数据合成模块：每个工业相机拍摄的一幅图像只对应一侧轨道几何尺寸截面；通过提取钢轨道轨两侧的测量数据的相同特征，将两侧数据合并为轨道全轮廓截面数据；同时采用旋转编码器测量定位装置进行定位，并将单幅几何尺寸截面合并形成轨道三维形体；

测量数据分析模块：利用轨道未磨损的轨腰测量数据为基准，将测量的轨道几何截面与标准轨道几何截面进行精确配准，对比得到轨道该处的垂直磨损和侧边磨损，同时对一段轨道的所有测量截面的磨损情况进行整体分析，制定维护或更换方案。

3.根据权利要求1所述的道岔及轨道全轮廓磨损视觉测量仪，其特征在于：激光视觉测量采集装置控制模块中，根据光条光强强度来反馈控制相机曝光量的方法为：(1)计算光条在图像中占据像素点数n，(2)将相机曝光量设置为最小；(3)以步长e逐步增加相机曝光量并计算图像过度曝光像素点N，当N＞n时停止拍摄；(4)计算与n最接近的两个过度曝光点Nj和Nj+1，以及对应的相机曝光量Ej与Ej+1，(5)根据公式 计算相机曝光量E，(6)将曝光量E反馈给激光视觉测量采集装置的工业相机。

4.根据权利要求1所述的道岔及轨道全轮廓磨损视觉测量仪，其特征在于：测量数据合成模块中，将两侧数据合并为轨道全轮廓截面数据的方法为：通过欧式聚类分割提取钢轨道轨两侧的测量数据的相同轨头踏面特征，将两侧轨头踏面特征数据合并，最终形成轨道全轮廓截面数据。

5.根据权利要求1所述的道岔及轨道全轮廓磨损视觉测量仪，其特征在于：激光视觉测量采集装置标定模块中，为了得到内参数、外参数以及镜头畸变参数，采用棋盘格标定法进行标定，棋盘格的平面通过标定板基座调节到与激光平面重合，激光视觉测量采集装置拍摄棋盘格图像，计算得到相机内外参数以及镜头畸变参数。

6.根据权利要求1所述的道岔及轨道全轮廓磨损视觉测量仪，其特征在于：测量数据分析模块中，将测量的轨道几何截面与标准轨道几何截面进行迭代就近点法(ICP)精确配准。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的测量仪进行道岔及轨道全轮廓磨损视觉测量的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)激光视觉测量采集装置标定模块对激光视觉测量采集装置进行标定，得到工业相机的内参数、外参数以及镜头畸变参数；

(2)激光视觉测量采集装置控制模块根据光条光强强度来反馈控制相机的曝光量，然后获取投射在轨道上的激光光条图像，并提取图形中的光条；

(3)数据采集图像处理模块首先对光条图像进行畸变矫正、滤波处理，然后根据光条为图形中最亮区域采用阈值分割法初步提取光条图像，再对光条图像提取光条中心亚像素坐标，最后根据标定计算出的相机内外参数以及畸变参数计算得到单应性矩阵，将光条中心亚像素坐标转换为轨道或道岔实际几何截面；

(4)每个工业相机拍摄的一幅图像只对应一侧轨道几何尺寸截面；测量数据合成模块通过提取钢轨道轨两侧的测量数据的相同特征，将两侧数据合并为轨道全轮廓截面数据；

同时采用旋转编码器测量定位装置来进行定位并将单幅几何尺寸截面合并形成轨道三维形体；

(5)测量数据分析模块利用轨道未磨损的轨腰测量数据为基准，将测量的轨道几何截面与标准轨道几何截面进行精确配准，对比得到轨道该处的垂直磨损和侧边磨损，同时对一段轨道的所有测量截面的磨损情况进行整体分析，制定维护或更换方案。

8.根据根据权利要求7所述的测量仪进行道岔及轨道全轮廓磨损视觉测量的方法，其特征在于：激光视觉测量采集装置标定模块中，采用棋盘格标定法进行标定，棋盘格的平面通过标定板基座调节到与激光平面重合，激光视觉测量采集装置拍摄棋盘格图像，计算得到相机内外参数以及镜头畸变参数。

9.根据根据权利要求7所述的测量仪进行道岔及轨道全轮廓磨损视觉测量的方法，其特征在于：所述步骤(3)进一步为：采用滤波算法去除传感器采集的图像中的杂点，然后利用步骤(1)中标定得到的镜头畸变参数对图像进行矫正，提高测量精度；基于steger算法提取出光条中心点图像坐标并精确到亚像素级别：首先提取图像中最亮像素点大致确定光条中心，然后计算这些像素点的光条中心点亚像素坐标；再利用标定得到的单应性矩阵H，将光条中心点像素坐标还原为道岔及轨道几何截面坐标数据。

10.根据根据权利要求7所述的测量仪进行道岔及轨道全轮廓磨损视觉测量的方法，其特征在于：所述步骤(5)的整体分析进一步为：对于单个轨道和道岔截面测量数据，采用旋转编码器测量定位装置来确定测量的位置，定位装置每移动一定的距离发送一次命令进行测量，然后将测量几何截面数据对齐到三维标准轨道上进行三维可视化显示，不同部位的磨损情况通过色谱图显示，对整段道岔及轨道磨损情况进行分析处理。