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专利号: 2018104140131
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 铁路
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于车载Lidar点云的铁路轨道轨距和水平参数测量方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:按照标准轨距构建包括左右钢轨的三维的轨道模型(1),并在轨道模型(1)上分别标定左右钢轨的工作边(2)、上踏面(3)和轨顶中心(4),以及工作边(2)中距轨顶面16mm处的位置(5);

S2:将车载Lidar钢轨点云与轨道模型(1)做初始匹配,调整轨道模型的位置和姿态使其与车载Lidar钢轨点云一致;

S3:建立轨道模型左右钢轨的工作边(2)及上踏面(3)与车载Lidar钢轨点云的对应关系,并根据最小二乘法求解匹配参数;根据匹配参数对模型的姿态和位置进行调整,并计算:左侧钢轨模型工作边与车载Lidar钢轨点云中对应位置的距离d1,左侧钢轨模型上踏面与车载Lidar钢轨点云中对应位置的距离d2,右侧钢轨模型工作边与车载Lidar钢轨点云中对应位置的距离d3,右侧钢轨模型上踏面与车载Lidar钢轨点云中对应位置的距离d4;

根据d1和d3的均值修正轨道模型的轨距调整参数,使得模型轨距接近真实轨距;

S4:重复步骤S3,迭代进行,直到d1、d2、d3和d4均小于设定的阈值为止;

S5:匹配完成后的轨道模型的左右钢轨轨顶中心(4)的Z坐标差即为轨道的水平参数;

匹配完成后的轨道模型的左右钢轨工作边中距轨顶面16mm处的位置(5)的距离即为轨距参数;

所述S2的具体方法为:

S21:分别计算车载Lidar钢轨点云和轨道模型的重心坐标;

S22:基于钢轨模型中左侧轨顶中心计算左侧钢轨模型的主方向,并基于PCA算法计算车载Lidar钢轨点云中左侧钢轨点云的主方向;

S23:平移轨道模型使其重心与车载Lidar钢轨点云的重心重合,并旋转轨道模型使左侧钢轨模型的主方向与车载Lidar钢轨点云中左侧钢轨点云的主方向一致。

2.根据权利要求1所述的基于车载Lidar点云的铁路轨道轨距和水平参数测量方法,其特征在于,所述轨道模型(1)长度为1m,左右钢轨的初始轨距为1435mm。