CN107380205A - 轨道数据检测车及轨道数据检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种针对槽型轨使用的轨道数据检测车和一种轨道数据检测方法，轨道数据检测车包括车体以及设置在车体上的轨道轮组、光电编码器、处理器和激光位移传感器，车体包括一个可摆动的摆动架，摆动架下部设置有路行轮，通过操作摆动架以实现轨道数据检测车的路轨两用。轨道数据检车方法主要利用激光位移传感器获取槽型轨的轨道点数据，随后结合两个激光位移传感器获得的两组轨道点数据进行结合以校正车体倾斜度产生的误差，获得最终校正后数据，使后续获得的轨道几何参数数据更准确。

Description

轨道数据检测车及轨道数据检测方法

技术领域

本发明涉及一种轨道参数检测装置和一种轨道参数检测方法，具体地涉及一种基于现代有轨电车槽型轨的轨道数据检测车及轨道数据检测方法。

背景技术

随着我国城市轨道交通的建设的快速推进，现代有轨电车得以快速发展。轨道作为有轨电车的基础载体，对轨道进行性能参数检测是保障有轨电车安全运营的重要基础工作。现代有轨电车轨道贯穿整个城市，而高铁轨道大多架设在城市与城市之间，有轨电车的轨道类型与高铁的轨道类型并不相同。现代有轨电车采用埋入式设计，钢轨正线大多采用的是槽型钢轨，而在供电系统上则采用接触网供电、超级电容供电或地面供电系统等，其中地面供电系统技术在国内外处于技术领先地位，该供电系统利用轨道中间的“供电轨”进行接触式供电，其轨道设计相较于高铁轨道更为复杂，这也就给轨道的参数检测带来了新的技术难点。

现有的一种针对铁路工字轨进行检测的轨道检测车，该轨道检测车包括车体以及设置在车体上的GPS定位装置、光电编码器、垂向加速度传感器、横向加速度传感器和摄像头。由于工字轨的主要受力面为轨道上表面，主要磨损面为轨道上表面以及位于轨道上表面一侧的内侧面，摄像头可检测出轨道的轨距和轨向数据，加速度传感器可检测出高低、超高和磨耗等数据。

现有的该种轨道检测车存在的问题是，由于埋入地面的槽型轨与工字轨结构不同且工况不同，槽型轨之间还设置有供电轨，供电轨的参数同样需要被检测，采用摄像头和加速度传感器将无法检测出槽型轨和供电轨的几何参数，槽型轨的其中一个主要磨耗点位于槽的侧面，摄像头无法检测槽型轨的磨耗状态，更无法对车体倾斜度造成的误差进行校正，导致最终检测得出的轨道数据存在偏差。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种针对槽型轨使用且具有校正误差功能的路轨两用轨道数据检测车。

本发明的第二目的在于提供一种针对槽型轨使用且具有校正误差功能的轨道数据检测方法。

本发明第一目的提供的轨道数据检测车包括车体、轨道轮组、光电编码器、设置在车体上的处理器和两个激光位移传感器，轨道轮组包括左轨道轮和右轨道轮，光电编码器与轨道轮组同轴设置；左轨道轮所在的横向位置和右轨道轮所在的横向位置上均设置有一个激光位移传感器；车体包括车架和摆动架，轨道轮组设置在车架上，摆动架上设置有路行轮组，摆动架与车架摆动连接，摆动架可于第一位置和第二位置之间摆动；摆动架位于第一位置时，路行轮组最低点的水平位置位于轨道轮组最低点的水平位置以下；摆动架位于第二位置时，路行轮组最低点的水平位置位于轨道轮组最低点的水平位置以上。

由上述方案可见，轨道数据检测车上设置的摆动架实现轨道轮和陆地轮的交替使用，进而实现轨道数据检测车的路轨两用；位于轨道相同横向位置的两个激光位移传感器对轨道点数据进行采样，处理器可结合获得的两组轨道点数据计算出车体的左右倾斜角，进行校正后获得第一次校正后数据；处理器再结合第一次校正数据和标准轮廓数据计算出车体的前后倾斜角，进行第二次校正后即可获得最终校正后数据，随后即可生成更为准确的实际轮廓数据和实际几何参数数据。本发明仅采用两个激光位移传感器即完成对车体倾斜角造成的误差进行校正，使后续获得的轨道几何参数更准确。

进一步的方案是，摆动架和车架中的第一个上设置有第一锁扣装置和第二锁扣装置，摆动架和车体中的另一个上设置有第一卡扣和第二卡扣；摆动架位于第一位置时，第一锁扣装置与第一卡扣限位配合；摆动架位于第二位置时，第二锁扣装置与第二卡扣限位配合。

更进一步的方案是，第一锁扣装置包括第一装置本体和可相对于第一装置本体伸缩运动的第一伸缩杆，第一伸缩杆可抵接于第一卡扣；第二锁扣装置包括第二装置本体和可相对于第二装置本体伸缩运动的第二伸缩杆，第二伸缩杆可抵接于第二卡扣。

由上可见，当通过移动摆动架而实现检测车的陆地行走或是轨道行走时，锁扣装置和卡扣的配合能保证摆动架稳固锁紧而不发生松脱。

进一步的方案是，激光位移传感器与车体摆动连接，激光位移传感器相对于车体的摆动轴线平行于轨道轮组的转轴。

由上可见，激光位移传感器可通过摆动保证垂直于轨道面，减少采集到的轨道点数据的原始误差。

进一步的方案是，轨道数据检测车还包括移动机构，移动机构包括固定部与移动部，移动部可相对于固定部线性平移；固定部与车体固定连接，移动部与激光位移传感器转动连接，激光位移传感器与车体滑动连接，移动部与激光位移传感器之间的转动轴线平行于激光位移传感器相对于车体的摆动轴线。

由上可见，移动机构能实现激光位移传感器更精确的角度调节。

本发明第二目的提供的轨道数据检测方法包括应用本发明提供的轨道数据检测车对槽型轨的轨距进行检测，检测方法包括两个激光位移传感器同时获取轨道点数据并发送至处理器；处理器根据两组轨道点数据计算得车体左右倾斜角的数值，并校正车体左右倾斜角产生的误差，生成第一次校正后数据；处理器根据第一次校正数据和标准轮廓数据计算得车体前后倾斜角的数值，并校正车体前后倾斜角产生的误差，生成最终校正后数据。

由上述方案可见，二维激光传感器获得的轨道点数据中存在的误差主要包括车体相对于轨道的车体倾斜度引起的误差，左轨和右轨的两组轨道点数据结合可得到具有一定斜率的直线方程，计算出直线方程相对于两个激光位移传感器建立的坐标中的斜率即可获得车体左右倾斜角，随后获得第一次校正后数据；随后选取第一次校正后数据中两特征点的距离与标准轮廓数据中该两个特征点中的距离进行对比计算，即可计算出车体前后倾斜角，校正后即可获得最终校正后数据。本检测方法完成对车体倾斜角造成的误差进行校正，使后续获取的轨道几何参数更准确。

进一步的方案是，处理器根据两组轨道点数据计算得车体左右倾斜角的数值，并校正车体左右倾斜角产生的误差，生成第一次校正后数据中，还包括处理器根据两组轨道点数据分别生成左轨的轨面顶部特征点数据和右轨的轨面顶部特征点数据，且结合两组轨面顶部特征点数据计算得车体左右倾斜角的数值。

由上可见，将左轨的轨面顶部特征点数据和右轨的轨面顶部特征点数据通过最小二乘法拟合呈具有斜率的直线，计算出直线方程相对于两个激光位移传感器建立的坐标中的斜率即可获得车体左右倾斜角。

进一步的方案是，处理器根据两个轨道点数据分别生成左轨的轨面顶部特征点数据和右轨的轨面顶部特征点数据，包括选取轨道点数据中位于轨面顶部的多组点数据，处理器计算出多组点数据的差分值并计算出多组差分值的方差值，并选出该多组点数据中方差值最小的一组数据作为轨面顶部特征点数据。

由上可见，从多组点数据中选取差分值的方差值最小的一组作为轨面顶部特征点数据可有效降低误差。

进一步的方案是，处理器根据第一次校正数据和标准轮廓数据计算得车体前后倾斜角的数值，并校正车体前后倾斜角产生的误差，生成最终校正后数据中，检测方法还包括选取第一次校正数据中的第一次校正后轨宽数据，处理器结合左轨的第一次校正后轨宽数据、右轨的第一次校正后轨宽数据和标准轨宽数据计算出车体前后倾斜角的数值。

更进一步的方案是，两个激光位移传感器同时获取轨道点数据并发送至处理器前，包括光电编码器发出脉冲信号，激光位移传感器组根据脉冲信号获取轨道点数据，同时处理器根据脉冲信号的次数生成行程量数据。

附图说明

图1为本发明轨道数据检测车实施例陆行状态的结构图。

图2为本发明轨道数据检测车实施例轨行状态的结构图。

图3为图1中A处的放大图。

图4为图2中B处的放大图。

图5为本发明轨道数据检测方法实施例中轨道的截面图。

图6为本发明轨道数据检测方法实施例中倾斜角相关的示意图。

图7为本发明轨道数据检测方法实施例中轨宽相关的示意图。

图8为本发明轨道数据检测方法实施例中轨距相关的示意图。

图9为本发明轨道数据检测方法实施例中磨耗值相关的示意图。

图10为本发明轨道数据检测方法实施例的流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

轨道数据检测车实施例

参见图1和图2，图1和图2为本发明轨道数据检测车实施例陆行状态和轨行状态的结构图，轨道数据检测车为针对槽型轨轨道使用的数据检测车，轨道数据检测车包括车体、轨道轮组3、路行轮组5、处理器、光电编码器和激光位移传感器组7。轨道轮组3包括左轨道轮31和右轨道轮32，激光位移传感器组7包括激光位移传感器71和激光位移传感器72，本发明中所提及的激光位移传感器均为二维激光位移传感器。

轨道数据检测车为便携式检测车，车体包括车架1以及安装在车架1上的检测梁2，车架1为轻质金属框架，优选地，车架1采用铝合金材料制成，车架1上设置有推车把手101，车架1的下端设置有两根相互平行的横杆，横杆的两端分别安装有左轨道轮31和右轨道轮32，且光电编码器与轨道轮组同轴设置，左轨道轮31处设置有光电编码器33。横杆两端上均设置有提手102。检测梁2安装在车架1的中部，检测梁2与横杆相互平行，检测梁的两端分别连接有激光位移传感器71和激光位移传感器72，激光位移传感71设置在左轨道轮31所处在的横向位置上，激光位移传感器72则设置在右轨道轮32所在的横向位置上。

以激光位移传感器72为例，检测梁2上设置有一个长形孔，激光位移传感器72上设置有圆柱销，圆柱销插装在长形孔中，使激光位于传感器72可相对于检测梁2摆动，同时激光位移传感器72还可以相对于检测梁2产生一定的线性位移。检测梁2与激光位移传感器72之间连接有一个移动机构6，移动机构6是一个一维移动机构，即移动部可相对于固定部在一维方向上移动，移动机构6包括固定部61和移动部62，移动部62可相对于固定部61线性移动，固定部61与移动部62之间可通过丝杆调节二者的相对位置；固定部61固定连接在检测梁2上，移动部62与激光位移传感器72转动连接，且激光位移传感器72则与检测梁2摆动连接和滑动连接，激光位移传感器72相对于检测梁2的摆动轴线平行于轨道轮组3的转轴，且移动部62与激光位移传感器72之间的转动轴线平行于激光位移传感器72相对于检测梁2的摆动轴线，而丝杆的轴线垂直于移动部62与激光位移传感器72之间的转动轴线，因此，当扭动丝杆后，移动部62与固定部61发生相对移动后，激光位移传感器72则可实现相对于检测梁2的摆动和一定的滑移，从而实现检测激光位移传感器72出射垂直度调整。其中，移动部62与激光位移传感器72之间的转动连接处可通过螺纹锁紧，检测梁2与激光位移传感器72之间的转动连接也可通过螺纹锁紧。可选的是，检测梁2与激光位移传感器72之间则采用圆孔与圆柱销的配合，而长形孔与圆柱销的配合可设置在移动部62与激光位移传感器72之间的连接处。

另一可选的是，激光位移传感器72与检测梁2之间摆动连接，而激光位移传感器72与检测梁2之间不设置移动机构6，激光位移传感器72仅通过与检测梁2之间的转动而实现角度调节。

车架1的上端还设置有触控显示屏103和处理器，处理器可为计算机终端、单片机或可编程序控制器等具有数据运算能力的硬件，触控显示屏103、激光位移传感器组7、光电编码器等均与处理器电连接。

车体还包括摆动架4，摆动架4的下端连接有路行轮组5，路行轮组5包括分别位于摆动架4左右两侧的两个路行轮。摆动架4与车架1摆动连接，二者之间的连接点位于车架1的下盘，当摆动架4竖立而处于第一位置时，路行轮组5最低点的水平位置位于轨道轮组3最低点的水平位置以下，故此时轨道数据检测车处于陆行状态；当摆动架4从第一位置摆动至第二位置时，此时摆动架4处于平躺状态，经过翻转后，路行轮组5最低点的水平位置位于轨道轮组3最低点的水平位置以上，故此时轨道数据检测车处于轨行状态。

结合图3和图4，图3为图1中A处的放大图，图4为图2中B处的放大图。摆动架4上部和下部分别设置有第一锁扣装置41和第二卡扣43，车架1的上部和下部设置有第一卡扣42和第二锁扣装置44，第一锁扣装置41包括第一装置本体411和可相对于第一装置本体411伸缩运动的第一伸缩杆412，第二锁扣装置44包括第二装置本体441和可相对于第二装置本体441伸缩运动的第二伸缩杆442。摆动架4位于所述第一位置时，调节第一伸缩杆412使其处于伸出状态，第一伸缩杆412与第一卡扣41之间相互抵接，摆动架4的摆动自由度被限制，摆动架4与车架1之间相对固定；当摆动架4位于第二位置时，调节第二伸缩杆442使其处于伸出状态，第二伸缩杆442与第二卡扣43之间相互抵接，摆动架4的摆动自由度被限制，摆动架4与车架1之间相对固定。

轨道数据检测方法实施例

参见图1、图2、图5和图10，图5为本发明轨道数据检测方法实施例中轨道的截面图，图10为本发明轨道数据检测方法实施例的流程图。槽型轨轨道包括左轨100、右轨200和位于左轨100和右轨200之间的供电轨300，其中左轨100和右轨200均为槽型轨。检测梁上还可以设置位于激光位移传感器71和激光位移传感器72之间中间位置的第三个激光位移传感器73，激光位移传感器71的相同横向位置上设置加速度传感器74，激光位移传感器72的相同横向位置上设置加速度传感器75，激光位移传感器73的相同横向位置上设置陀螺仪传感器76。轨道数据检测车在轨道上行驶时，左轨道轮31位于左轨100内，右轨道轮32位于右轨200中，而此时，设置在与左轨道轮31相同横向位置的激光位移传感器71和加速度传感器74则位于左轨100的正上方，同理地，激光位移传感器72和加速度传感器75位于右轨200的正上方，激光位移传感器73和陀螺仪传感器76位于供电轨300的正上方。

需要检测的轨道几何参数包括有轨距、磨耗值、水平值、高低不平顺、轨向不平顺、供电轨不平度以及供电轨的中心线偏差等，其工作的基本原理是通过激光位移传感器获取轨道的二维数据，处理器根据二维数据结合陀螺仪传感器进行计算比对从而获得几何参数，而其中高低不平顺和轨向不平顺的数据通过加速度传感器获取而通过处理器生成。其中，处理器可设置在轨道数据检测车上，也可设置在远程控制端，通过无线通信模块实现与传感器组进行信号交互。

首先执行步骤S1，系统检测光电编码器是否已经发出脉冲信号，若脉冲信号已发出则进行下一步骤；若脉冲信号未发出，系统则继续检测是否发出脉冲信号。

若脉冲信号已经发出，则继续执行步骤S11、步骤S21和步骤S31，步骤S11为脉冲信号触发激光位移传感器组7内的三个激光位移传感器同时发出检测信号，步骤S21为脉冲信号触发加速度传感器发出检测信号，步骤S31为脉冲信号触发陀螺仪传感器发出检测信号。步骤S31、步骤S21和步骤S31同时执行。

步骤S11、步骤S21和步骤S31中，传感器组根据光电编码器发出的脉冲信号而发出检测信号。光电编码器安装在轨道轮组3的转轴处，轨道轮组每转动设定的一定角度后，光电编码器则发送出一次脉冲信号，传感器组中的激光位移传感器71、激光位移传感器72、激光位移传感器73、加速度传感器74、加速度传感器75和陀螺仪传感器76均根据脉冲信号发出检测信号，同时处理器可根据脉冲信号的发送数量而生成行程量数据。

执行完步骤S11后则执行步骤S12，激光位移传感器组采样获取轨道点数据并针对车体倾角引起的误差进行校正，生成校正后数据。参见图6，图6为本发明轨道数据检测方法实施例中倾斜角相关的示意图。位于左轨100和右轨200对应位置的激光位移传感器71和激光位移传感器72分别获取到左轨100和右轨200的二维轨道点数据，但由于车体相对于轨道存在左右倾斜角A和前后倾斜角C，因此激光位移传感器组7获取的二维轨道点数据因为车体倾斜角而存在误差，其校正方法为：

1、对激光位移传感器组获得的二维轨道点数据进行差分计算和差分值的方差计算处理

首先将激光位移传感器71、激光位移传感器72和激光位移传感器73所得的数据整合到同一坐标系，其后计算方差。以激光位移传感器71为例，激光位移传感器71在获取一组轨道点数据后，该串轨道点数据中包括了轨面顶部特征点数据(x₁₀,y₁₀),(x₁₁,y₁₁)...(x_1n,y_1n)。随后求出高度方向坐标数据的差分值y₁₁-y₁₀，y₁₂-y₁₁,…,y_1n-y_1(n-1)＝Δy₁₀，Δy₁₁，…，Δy_1(n-1)

从中选出十个数据Δy₁₀，Δy₁₁，…，Δy₁₉并计算其方差值，然后去除Δy₁₀而加入Δy₂₀得出第二组十个数据继续计算其方差，依此规律计算出多组数据的方差，并选取方差值最小的一组数据的坐标点作为轨面顶部特征点数据。

2、车体左右倾斜角计算

结合左轨100的轨面顶部特征点数据和右轨200的轨面顶部特征点数据，采用最小二乘法将所取两组轨面顶部特征点拟合成一条直线，得出其斜率a₁，并得出其直线方程为：y＝a₁x+a₀，根据此斜率可以得出车体左右倾斜角度A：

A＝tan^-1a₁。

3、校正因车体左右倾斜产生的误差并获得第一次校正后数据

根据车体左右倾斜角A矫正轨道数据点误差。利用车体左右倾斜角度A对轨道点数据的横纵坐标进行误差校正，根据坐标转换公式x′＝xcosA+ysinA，y′＝ycosA-xsinA，而后分别对左轨100、右轨200以及供电轨300进行校正，以左轨100为例，经校正后得到的校正后轨道点数据分别为：

(x′₁₀,y′₁₀)，(x′₁₁,y′₁₁)，···，(x′_1n,y′_1n)

4、校正因车体前后倾斜角产生的误差并获得第二次校正后数据

结合图7，图7为轨宽相关的示意图，以左轨100为例，左轨100包括宽边侧110、窄边侧120以及位于宽边侧110与窄边侧120之间的槽130，在宽边侧110的外侧，以轨道顶面向下移动2mm取第一轨宽点，在窄边侧120的内侧，以轨道顶面向下移动8mm取第二轨宽点，第一轨宽点与第二轨宽点之间的水平距离即为左轨100的轨宽d₁。

第一轨宽点的获取过程为：

将第一次校正后数据中的左轨100的轨顶点数据用最小二乘法合成直线，并将直线向下平移2mm，获得直线方程为y＝k₁x+b₁+2，其后求取轨顶点数据Y坐标下移2mm后的平均值：从轨顶面点开始往左取点，找出最初的几个纵坐标与直线差值最小的点y′_1k，y′_1(k+1)，…，y′_1(k+m)，并对这些点数据进行2次曲线拟合，可得出曲线：y_a＝b_a2x²+b_a1x+b_a0。最后将直线y＝k₁x+b₁+2和曲线y_a＝b_a2x²+b_a1x+b_a0联立求解得出第一轨宽点(x′_1a,y′_1a)。

第二轨宽点的获取过程同理于第一轨宽点的获取过程，先后得出直线y＝k₁x+b₁+8和曲线y_a＝b_a2x²+b_a1x+b_a0，再将直线与曲线联立求解得出第二轨宽点(x′_1b,y′₁b)^a。

此时获得的轨宽为第一次校正后轨宽数据，轨宽d₁和轨宽d₂均为轨道点数据中数据消除车体左右倾斜角产生的误差后产生的轨宽数据，因此尚需进行关于车体前后倾斜角产生的误差的校正。第一轨宽点与第二轨宽点之间的距离为轨宽，d₁₂为标准轮廓数据中的标准轨宽，d₁是左轨100的第一次校正后轨宽，d₂是右轨200的第一次校正后轨宽，左轨100的第一次校正后轨宽和右轨200的第一次校正后轨宽可通过第一次校正后的轨道点数据中得到，再通过公示计算车体前后倾斜角C：

根据车体前后倾斜角C矫正三条轨道的坐标数据，得到最终校正后数据，最终校正后数据可保证接下来运算的实际轮廓数据误差最小化。

得到最终校正后数据后即执行步骤S13，处理器根据最终校正后数据生成轨距、磨耗值、供电轨不平度以及中心线偏差等实际几何参数数据，其中轨距和轨宽等为槽型轨的实际轮廓数据。

轨距：

结合图8，图8为槽型轨组的截面图。轨距D为左轨100上第一轨距特征点到右轨200上第二轨距特征点之间的距离。轨距特征点位于槽型轨上宽边侧靠近槽一侧上，位于轨顶面往下平移14mm处，轨顶面直线y＝k₁x+b₁向下平移14mm，可得直线y＝k₁x+b₁+14；其后求取轨顶点数据Y坐标下移14mm后的平均值：从轨顶面点开始往左取点，找出最初的几个纵坐标与直线差值最小的点y′_1k，y′_1(k+1)，…，y′_1(k+m)，并对这些点数据进行2次拟合，可得出直线：y′_a＝k′_ax+b′_a。最后将直线y＝k₁x+b₁+14和直线y′_a＝k′_ax+b′_a联立求解得出第一轨距特征点(x′_1d,y′_1d)，同理得出右轨20的第二轨距特征点(x′_2d，y′_2d)，由此可以计算出槽型轨轨距D＝x′_2d-x′_1d。

磨耗值数据：

结合图9，图9为本实施例中磨耗值相关的示意图。处理器将实际轮廓数据与数据库中已有的标准轮廓数据进行重合比对，从而获得槽型轨的磨耗值数据。

其中，槽型轨的总磨耗包括垂直磨耗和侧面磨耗，垂直磨耗和侧面磨耗分别来自垂直磨耗点和侧面磨耗点，槽型轨的宽边侧110的宽度为L1，在轨顶面上，宽边侧110从槽130所在侧的边缘水平向外侧延伸距离L2而获得的点即为垂直磨耗点141，其中L2的长度为L1长度的1/3；从在槽130靠近宽边侧的侧面上，宽边侧110的轨顶面向下平移10mm而获得的点即为侧面磨耗点142。

槽130的槽底150是无磨耗区域，将经过两次校正后得到的最终校正后数据的槽底150与标准轮廓数据中的槽底进行重合，即可对比出最终校正后数据中垂直磨耗点141和侧面磨耗点142与标准轮廓数据中的垂直磨耗点和侧面磨耗点的差值，从而获得垂直磨耗数据和侧面磨耗数据，最终获得磨耗值数据。

供电轨的不平度数据和中心线偏差数据

供电轨不平度包括第一项不平度G1和第二项不平度G2，第一项不平度G1为供电轨与槽型轨之间的相对位置误差，第二项不平度G2为多段接驳的供电轨接驳段之间的相对位置误差。第一项不平度G1中，技术要求供电轨上顶面与槽型轨轨顶面之间的高度差为12mm±15mm，关于第一项不平度G1的供电轨不平度数据可通过将经过两次误差校正获得的实际轮廓数据中槽型轨的轨顶面数据与供电轨的轨顶面数据对比而获得。

第二项不平度G2需要将处理器从两个供电轨接驳段得到的两个实际轮廓数据进行比对，激光位移传感器根据光电编码器的脉冲信号在两个供电轨接驳段的接驳处两侧分别发送了一次数据采集，将采集并进行校正后获得的两个实际轮廓数据中的供电轨轨面点数据进行对比，即可生成关于第二项不平度G2的供电轨不平度数据。

结合图5和图8，供电轨300的两侧上端有两个无磨耗点301和无磨耗点302，无磨耗点301和无磨耗点302之间的中心线即为供电轨的实际中心线，将供电轨的实际中心线与左轨100和右轨200之间的轨距D的中心线进行对比，即可供电轨的中心线偏差。

供电轨的中心线偏差也可通过由处理器生成的关于供电轨的实际轮廓数据与标准轮廓数据进行比对而得出。

步骤S21完成后即执行步骤S22，处理器根据加速度传感器获得的检测数据生成轨道不平顺度数据。

槽型轨不平顺值包括高低不平顺值和轨向不平顺值，在光电编码器发送脉冲信号的同时加速度传感器发送检测信号，加速度传感器包括垂向加速度检测功能和横向加速度检测功能，因此加速度传感器可获得垂向加速度和横向加速度。处理器对获取的垂向加速度和横向加速度进行二次积分处理即可获得槽型轨的高低不平顺值和轨向不平顺值。

步骤S31完成后即执行步骤S32，处理器根据陀螺仪传感器获得的检测数据以及步骤S12中获得的校正后数据结合生成水平值数据。水平值数据即为左轨的轨顶面与右轨的轨顶面之间的水平高度差数据。

结合图6和图8，左轨100与右轨200之间连成的直线L3与水平面之间具有倾斜角B，而车体与直线L3之间具有倾斜角A，车体与水平面之间具有倾斜角Z，可得：Z＝A+B。

在光电编码器发送脉冲信号的同时，陀螺仪传感器与激光位移传感器同时发出检测信号，处理器根据陀螺仪传感器获取的角速度生成关于倾斜角Z的对地倾斜角数据，而激光位移传感器能根据轨道点数据生成关于倾斜角A的校正后数据，处理器可根据校正后数据和对地倾斜角数据生成倾斜角B以及与倾斜角B相关的水平值数据。水平值为左轨轨距点与右轨轨距点之间水平高度差值h，根据轨距D和倾斜角B计算获得水平高度差值h：h＝D*sinB。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.轨道数据检测车，包括车体、轨道轮组、光电编码器和设置在所述车体上的处理器，所述轨道轮组包括左轨道轮和右轨道轮，所述光电编码器与所述轨道轮组同轴设置；

其特征在于：

所述轨道数据检测车还包括两个激光位移传感器，所述左轨道轮所在的横向位置和所述右轨道轮所在的横向位置上均设置有一个所述激光位移传感器；

所述车体包括车架和摆动架，所述轨道轮组设置在所述车架上，所述摆动架上设置有路行轮组，所述摆动架与所述车架摆动连接，所述摆动架可于第一位置和第二位置之间摆动；

所述摆动架位于所述第一位置时，所述路行轮组最低点的水平位置位于所述轨道轮组最低点的水平位置以下；所述摆动架位于第二位置时，所述路行轮组最低点的水平位置位于所述轨道轮组最低点的水平位置以上。

2.根据权利要求1所述的轨道数据检测车，其特征在于：

所述轨道数据检测车还包括第一锁扣装置、第一卡扣、第二锁扣装置和第二卡扣；

所述第一锁扣装置设置在所述摆动架和所述车架中的第一个上，所述第一卡扣设置在所述摆动架和所述车架中的另一个上；

所述第二锁扣装置设置在所述摆动架和所述车架中的第一个上，所述第二卡扣设置在所述摆动架和所述车架中的另一个上；

所述摆动架位于所述第一位置时，所述第一锁扣装置与所述第一卡扣限位配合；

所述摆动架位于所述第二位置时，所述第二锁扣装置与所述第二卡扣限位配合。

3.根据权利要求2所述的轨道数据检测车，其特征在于：

所述第一锁扣装置包括第一装置本体和可相对于所述第一装置本体伸缩运动的第一伸缩杆，所述第一伸缩杆可抵接于所述第一卡扣上；

所述第二锁扣装置包括第二装置本体和可相对于所述第二装置本体伸缩运动的第二伸缩杆，所述第二伸缩杆可抵接于所述第二卡扣上。

4.根据权利要求1至3任一项所述的轨道数据检测车，其特征在于：

所述激光位移传感器与所述车体摆动连接，所述激光位移传感器相对于所述车体的摆动轴线平行于所述轨道轮组的转轴。

5.根据权利要求1至3任一项所述的轨道数据检测车，其特征在于：

所述轨道数据检测车还包括移动机构，所述移动机构包括固定部与移动部，所述移动部可相对于所述固定部线性平移；

所述固定部与所述车体固定连接，所述移动部与所述激光位移传感器转动连接，所述激光位移传感器与所述车体滑动连接，所述移动部与所述激光位移传感器之间的转动轴线平行于所述激光位移传感器相对于所述车体的摆动轴线。

6.轨道数据检测方法，其特征在于：所述检测方法应用如权利要求1至5任一项所述的轨道数据检测车对槽型轨的轨道数据进行检测；

所述检测方法包括：

两个所述激光位移传感器同时获取轨道点数据并发送至处理器；

所述处理器根据两组所述轨道点数据计算得车体左右倾斜角的数值，并校正所述车体左右倾斜角产生的误差，生成第一次校正后数据；

所述处理器根据所述第一次校正数据和标准轮廓数据计算得车体前后倾斜角的数值，并校正所述车体前后倾斜角产生的误差，生成最终校正后数据。

7.根据权利要求6所述的轨道数据检测方法，其特征在于：

所述处理器根据两组所述轨道点数据计算得车体左右倾斜角的数值，并校正所述车体左右倾斜角产生的误差，生成第一次校正后数据，包括：

所述处理器根据两组所述轨道点数据分别生成左轨的轨面顶部特征点数据和右轨的轨面顶部特征点数据，且结合两组所述轨面顶部特征点数据计算得车体左右倾斜角的数值。

8.根据权利要求7所述的轨道数据检测方法，其特征在于：

所述处理器根据两个所述轨道点数据分别生成左轨的轨面顶部特征点数据和右轨的轨面顶部特征点数据，包括：

选取所述轨道点数据中位于轨面顶部的多组点数据，所述处理器计算出多组所述点数据的差分值并计算出多组所述差分值的方差值，并选出多组所述点数据中所述方差值最小的一组数据作为所述轨面顶部特征点数据。

9.根据权利要求6所述的轨道数据检测方法，其特征在于：

所述处理器根据所述第一次校正数据和标准轮廓数据计算得车体前后倾斜角的数值，并校正所述车体前后倾斜角产生的误差，生成最终校正后数据，包括：

选取所述第一次校正数据中的第一次校正后轨宽数据，处理器结合左轨的所述第一次校正后轨宽数据、右轨的所述第一次校正后轨宽数据和标准轨宽数据计算出所述车体前后倾斜角的数值。

10.根据权利要求6至9任一项所述的轨道数据检测方法，其特征在于：

两个所述激光位移传感器同时获取轨道点数据并发送至处理器前，包括：

所述光电编码器发出脉冲信号，所述激光位移传感器组根据所述脉冲信号获取轨道点数据，同时处理器根据所述脉冲信号的次数生成行程量数据。