1.一种基于三维点云数据的非接触式接触网参数检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:采集接触网三维点云数据;
步骤2:对步骤1采集的点云数据进行预处理,依次去除点云中的噪声点与背景点干扰;
步骤3:检测并提取接触线点云数据;
步骤4:将采集接触网三维点云数据所用坐标系转换为世界坐标系;
步骤5:计算接触线的参数,完成参数的检测。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维点云数据的非接触式接触网参数检测方法,其特征在于,所述步骤1采集接触网三维点云数据过程如下:设置有深度相机的检测装置沿铁路轨道运动,对接触网支撑及悬挂装置成像,采集接触网三维点云数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于三维点云数据的非接触式接触网参数检测方法,其特征在于,所述步骤2中采用统计异常值滤波算法去除点云中的噪声点,具体过程如下:计算距离某点处最近的k个点的平均距离为 若 则该点为有效点,反之则为噪声点;遍历所有点,其中Td为设定距离阈值。
4.根据权利要求1所述的一种基于三维点云数据的非接触式接触网参数检测方法,其特征在于,所述步骤2中通过条件滤波器去除背景点。
5.根据权利要求1所述的一种基于三维点云数据的非接触式接触网参数的检测方法,其特征在于,所述步骤3中检测并提取接触网点云数据过程如下:S1:随机选择两个点A1和A2{A1(x1,y1,z1),A2(x2,y2,z2)},构成的直线l方程为:S2:计算点云数据中任意点A(xa,ya,za)到直线l的距离d1;
S3:遍历所有点,若di<ε则该点为目标点,统计点云数据中目标点个数,记为该直线的得分数s,ε为设定距离阈值;
S4:重复步骤S1~S3m次,得分最高的直线l′即为检测目标的接触线数据;
S5:提取直线l′的点云数据。
6.根据权利要求2所述的一种基于三维点云数据的非接触式接触网参数检测方法,其特征在于,所述步骤4过程如下:通过深度相机空间旋转平移信息得到空间坐标系平移变换矩阵MTrans:式中:h为相机光心对地高度,d为相机中心点O在水平地面的投影O′到轨道一侧的距离;
旋转变换矩阵MRot(X,θ)为:
式中:θ为深度相机绕X轴旋转,与检测装置平面之间的夹角;
变换矩阵M为:
式中:l为钢轨之间的宽度;
通过变换矩阵M得到世界坐标系中点(XW,YW,ZW)与相机坐标系点(XC,YC,ZC)的对应关系:
7.根据权利要求6所述的一种基于三维点云数据的非接触式接触网参数检测方法,其特征在于,所述步骤5计算接触网参数过程如下:将接触线上一点相机坐标系中坐标(Xc,Yc,Zc)带入式(6),得到该点在空间坐标系中的坐标;
计算该点导高y和拉出值x:
y=Yw=Yc cosθ+Zc sinθ+h (7)x=Xw=Xc+l/2-d (8)。
8.根据权利要求5所述的一种基于三维点云数据的非接触式接触网参数检测方法,其特征在于,所述步骤S4中迭代次数m计算过程如下:式中:p为迭代次数m后得到最优模型的概率,n为构成估计模型所需点的数目,w为目标点数目与总的点数比值的估计值。