CN107642014A - 铁路轨道外轨超高测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种新型的铁路轨道外轨超高检测系统及方法，能够悬挂于普通客运或货运列车车体外对外轨超高进行全天候实时监控测量。所述系统能够方便的挂载于普通车厢外部，实现了低成本、高精度的自动化实时监控测量，并能将测量数据保存和导出为铁路管护工作者在轨道超高管护决策时提供可靠的数据依据；且系统采用模块化设计，便于设备的升级和维护，应用前景广阔；系统使用安全高效，无需提前封闭待测量的铁路运营线路，可方便的挂载在普通铁路客运或货运车辆进行实时测量和测量数据的存储；一套系统可测量多条铁路线路，提高系统利用率，降低了检测设备购置费。

Description

铁路轨道外轨超高测量系统及方法

技术领域

本发明涉及一种铁路轨道外轨超高测量系统及方法。

背景技术

铁路轨道超高是指曲线上外轨顶面应高于内轨顶面，形成一定超高度，以使车体重力的向心分力得以抵消其曲线运行时的离心力，保障铁路机车安全平稳的运行。

多年来，我国高等级铁路系统正在飞速发展与完善，但在铁路轨道外轨超高检测方面依然存在不足，传统的铁路检测存在以下问题：依靠技术业务熟练的工作人员进行人工检测，有效检测时间受限于自然光照和天气状况，不能实现全天候检测且检测工作人员的工作量十分繁重；检测时需要封闭铁路线路，造成了一定程度上的铁路运力浪费，并且容易对检车人员及检测现场造成安全隐患；传统铁道外轨超高测量主要依靠测量尺这一设备，测量效率低且无法实时获得铁路数据；而且现阶段的铁道管护部门仍大量通过人工整理纸质或者电子文档的模式进行测量数据整理和存储，虽然其空间信息获取可以通过记录铁道里程桩号和GPS定位仪辅助获取，但最终仍需以人工的形式整理归档，由于数据测量地点的分布区域广、变化快等特点使得传统的人工测量和记录方式效率低、周期长、错误率高，以至于无法科学、及时的对铁道外轨超高进行测量。虽然国外的一些检测设备的部分功能可以满足外轨超高检测的需要，但设备昂贵，后续服务费用高，技术支持严重滞后，影响工作效率，因此，开发具有自主知识产权且价格合理的国产外轨超高检测设备势在必行。

发明内容

本发明提出了一种新型的外轨超高测量系统及方法，主要应用于对铁轨超高的测量。

本发明采用以下技术方案：包括中央控制模块及分别与其相连接的空间定位模块、坡角测量模块、轨距测量模块；所述空间定位模块包括一个增量型光电编码器与一台GPS定位器组成；所述坡角测量模块包括两个加速度计、两台激光测距机及一个捷联式惯性导航系统；所述轨距测量模块包括一台黑白面阵相机及一台红外线性激光器；所述中央控制模块包括一部便携式数据处理器、无线局域网交换机及一台同步控制器组成。

在本发明一实施例中，还包括一扩展模块；所述扩展模块；所述扩展模块包括用于上传、下载和存储铁路各里程对应的铁路轨道外轨超高测量数据的服务器。

在本发明一实施例中，两台测距机垂直安装在一根铝合金型材上。

在本发明一实施例中，黑白面阵相机相对钢轨所在水平面的安装夹角为α，α<90°；红外线性激光器相对钢轨所在水平面的安装夹角为β，β<90°。

在本发明一实施例中，所述GPS定位器安装在车体顶部无遮挡处；增量型光电编码器与车轮同轴固定连接；增量型光电编码器随车轮每转动一周都会输出固定数目和周期长度的方波脉冲。

本发明还提供一种铁路轨道外轨超高测量方法，其包括两种检测模式：经典模式和巡检模式；经典模式包括以下步骤：S1：设m为列车质量，v为列车行驶速度，ρ为列车拐弯时的曲率半径，g为重力加速度，G为列车所受重力，h为铁路轨道外轨超高，其向心力表达式如下式所示：由受力平衡，得到Jcosγ＝Gsinγ；γ为坡角值；步骤S3：将代入式Jcosγ＝Gsinγ，得到表达式：化简可得S₁为铁路轨距；步骤S4：编码器测量得点Q_i与点Q_i+1之间的里程为Δd，同时由惯导测得点Q_i对应的航向角为A_i，点Q_i+1对应的航向角A_i+1，因此得到曲率K_i如表达式：曲率半径ρ：将代入得得到外轨超高的高度值h表达式:进一步的，巡检模式包括以下步骤：步骤S5：由得到：h＝S₁×tanγ。

在本发明一实施例中，经典模式中要求将列车限制在v＝N*V_max，V_max是该地段最大设计时速，N 为常数。

在本发明一实施例中，铁路轨距S₁的测量包括以下步骤：步骤一：设在两个加速度计的辅助修正下由两台测距机测量铝合金型材到铁轨之间的距离分别为L₁、L₂，坡角测量模块与铁轨横断面的夹角为θ，则坡角测量模块与铁轨横断面的夹角满足函数关系表达式：δ为由捷联式惯性导航系统获取坡角测量模块与大地水平面的夹角，则γ、θ、δ的三角函数关系为：γ＝δ-θ；步骤二：轨距测量模块收到来自同步控制器的触发信号后通过黑白面阵相机拍摄红外激光线生成的原始灰度图像，此时激光线在图像上呈现为白色亮线，将原始灰度图像通过无线局域网交换机发送到便携式数据处理器，在便携式数据处理器中采用反溯算法滤除图像背景后得到的图像，采用反溯算法滤除白天检测时两条钢轨反射日光形成的两条带状亮线和夜晚检测时两条钢轨反射相机闪光灯形成的两条带状亮线后提取得到只含激光亮线的图像；步骤三：当相机和激光器安装位置和角度确定后，根据三角函数关系易得相机靶面上每个像元的尺寸均对应一定的实际物理距离，将图像中像素坐标映射为实际物理坐标后，由激光亮线在图像中长度所占的像素个数乘上每个像素所代表的实际物理距离，即测得激光亮线的实际长度，亦即铁路轨距。

在本发明一实施例中，所述反溯算法滤除图像背景并提取激光亮线的基本原理为：对原始灰度图像中的像素进行纵向逐列扫描，设原始灰度图像高度是V，宽度是H，某像素的像素值是P_i、编号是i，图像中像素的像素值和像素编号之间都是一一对应的关系，所以某像素的像素编号i与其对应的像素值P_i的函数关系表达式如下式所示：

f(i)＝P_i；

{i|0≤i≤V×H-1；i∈Z⁺}

重新上电或复位信号有效时将计数器清零，纵向逐列扫描判断某像素是否满足阈值，若满足阈值，则记录该像素对应的像素编号为起始像素编号且计数器自加一，直到遇到不满足阈值的像素时记录该不满足阈值的像素所对应的像素编号为“截止像素编号”且计数器自减一；若计数器的值大于激光亮线的理论像素宽度w时，根据“起始像素编号”和“截止像素编号”从记录的最后一个满足阈值的像素反溯回此段遍历中找到的第一个满足阈值的像素，一次性将这些像素的灰度值置为纯黑且计数器清零；将像素阈值和纵向遍历时连续且满足阈值的像素个数是否大于激光亮线的理论像素宽度同时作为是否满足反溯的条件，实现了反溯算法中的跨列反溯。

在本发明一实施例中，当系统准备开始工作时，编码器开始以脉冲的形式记录里程信息，并且每隔一定的距离d向同步控制器发送一个信号；当该信号被同步控制器接收之后，同步控制器发送指令，令坡角测量模块与轨距测量模块并行操作，将所得的结果数据传入便携式数据处理器，对所得数据进行分析处理，得到最终结果并显示；然后又开始下一次的测量。

本发明的优点在于：相比于昂贵的专用动检车头，该系统能够实现低成本的测量；设备安装简单，能够放置在普通车厢的外部；相比于传统的人工测量尺，该套系统能够安全且全天候实时的提供测量数据。本系统能以两种工作方式得出外轨超高的高度值h，在测量效率和可操控性方面有很大提升，极大的方便了铁路管护人员对铁路外轨超高的测量工作。

附图说明

图1为系统框图。

图2为系统布局图。

图3为编码器安装方式及位置图。

图4为坡角测量模块工作原理图。

图5为黑白面阵相机拍摄激光线原始灰度图像。

图6为滤除图像背景后得到的图像。

图7为激光亮线提取图。

图8为纵向逐列扫描路径图。

图9为轨距测量模块安装设计侧视图。

图10为系统测量数据和逻辑控制信号连接关系图。

图11为系统运行流程图。

图12为列车转弯时列车受力分析图。

图13为系统实现曲率半径测量原理图。

图14为巡检模式下轨道超高测量计算原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释说明。

本发明提出了一种新型的铁路轨道外轨超高检测系统，能够悬挂于普通客运或货运列车车体外对外轨超高进行全天候实时监控测量。相比于昂贵的专用动检车头，所述系统能够方便的挂载于普通车厢外部，实现了低成本、高精度的自动化实时监控测量，并能将测量数据保存和导出为铁路管护工作者在轨道超高管护决策时提供可靠的数据依据；且系统采用模块化设计，便于设备的升级和维护，应用前景广阔；系统使用安全高效，无需提前封闭待测量的铁路运营线路，可方便的挂载在普通铁路客运或货运车辆进行实时测量和测量数据的存储；一套系统可测量多条铁路线路，提高系统利用率，降低了检测设备购置费。

本发明的框图如图1所示，系统采用模块化设计，分为五个模块。空间定位模块由一个增量型光电编码器与一台GPS定位器组成；坡角测量模块由两个加速度计、两台激光测距机与一个捷联式惯性导航系统(简称惯导)组成；轨距测量模块由一台黑白面阵相机与一台红外线性激光器组成；中央控制模块由一部便携式数据处理器、无线局域网交换机与一台同步控制器组成。本发明可以方便的挂载于普通客运或货运列车车体外，系统布局图如图2所示。各模块功能及核心工作原理如下所述：

空间定位模块为系统提供里程数据和空间地理位置信息以及产生里程触发信号。其中GPS 定位器安装在车体顶部无遮挡处；增量型光电编码器与车轮同轴，安装方式及位置如图3所示。

增量型光电编码器与列车车轮同轴固定连接时编码器随车轮每转动一周都会输出固定数目和周期长度的方波脉冲。当与编码器连接的行走动轮的外径确定后，每个方波脉冲对应的位移距离也随之确定，使便携式数据处理器通过统计方波脉冲数就可以精确地测量检测系统所走过的里程。

增量型光电编码器输出为两相正交脉冲信号，判断两相的先后位置关系即可辨别出编码器的旋转方向并确定检测系统前进或后退的相对里程。根据测量开始前输入的起始里程数据，即可确定检测系统当前所处的里程。

增量型光电编码器在提供里程信息的同时，还可作为系统中便携式数据处理器的里程测量数据输入，便携式数据处理器通过统计脉冲信号个数确定系统所走过的里程，每间隔一定里程向同步控制器发出控制信号。同步控制器根据接收到的控制信号触发GPS系统记录、坡角测量模块和轨距测量模块运行。

GPS系统实时记录行程和铁路里程桩号、空间地理位置，当GPS系统收到来自同步控制器的触发信号时将对应该时刻的铁路里程桩号、空间地理位置发送给便携式数据处理器存储。与此同时GPS系统为系统授时并辅助便携式数据处理器显示行驶路线和地理位置信息。

本发明还提供一种铁路轨道外轨超高测量方法，其包括两种检测模式：经典模式和巡检模式；经典模式包括以下步骤：S1：设m为列车质量，v为列车行驶速度，ρ为列车拐弯时的曲率半径，g为重力加速度，G为列车所受重力，h为铁路轨道外轨超高，其向心力表达式如下式所示：由受力平衡，得到Jcosγ＝Gsinγ；γ为坡角值；步骤S3：将代入式Jcosγ＝Gsinγ，得到表达式：化简可得S₁为铁路轨距；步骤S4：编码器测量得点Q_i与点Q_i+1之间的里程为Δd，同时由惯导测得点Q_i对应的航向角为A_i，点Q_i+1对应的航向角A_i+1，因此得到曲率K_i如表达式：曲率半径ρ：将代入得得到外轨超高的高度值h表达式:进一步的，巡检模式包括以下步骤：步骤S5：由得到：h＝S₁×tanγ。

坡角测量模块工作原理如图4所示，两台横向间距为D的激光测距机垂直安装在一根形变忽略不计的铝合金型材上以保证测量精度。加速度计修正由列车震动引起的测距偏差。

铁路轨距S₁的测量包括以下步骤：

设在两个加速度计的辅助修正下由两台测距机测量铝合金型材到铁轨之间的距离分别为L₁、 L₂，坡角测量模块与铁轨横断面的夹角为θ，则坡角测量模块与铁轨横断面的夹角满足函数关系表达式如(1)

设γ为坡角值，由捷联式惯性导航系统获取坡角测量模块与大地水平面夹角δ，则γ、θ、δ的三角函数关系表达式如(2)

γ＝δ-θ (2)

轨距测量模块收到来自同步控制器的触发信号后通过黑白面阵相机拍摄红外激光线生成的原始灰度图像如图5所示，此时激光线在图像上呈现为白色亮线，将原始灰度图像通过无线局域网交换机发送到便携式数据处理器，在便携式数据处理器中采用反溯算法滤除图像背景后得到的图像如图6所示，采用反溯算法滤除白天检测时两条钢轨反射日光形成的两条带状亮线和夜晚检测时两条钢轨反射相机闪光灯形成的两条带状亮线后提取得到只含激光亮线的图像如图7所示。当相机和激光器安装位置和角度确定后，根据三角函数关系易得相机靶面上每个像元的尺寸均对应一定的实际物理距离，将图像中像素坐标映射为实际物理坐标后，由激光亮线在图像中长度所占的像素个数乘上每个像素所代表的实际物理距离，即可测得激光亮线的实际长度，亦即铁路轨距。

所述反溯算法滤除图像背景并提取激光亮线的基本原理为：对灰度图像中的像素进行纵向逐列扫描如图8所示，设一幅图像高度是V(即垂直方向像素个数是V个)，宽度是H(即水平方向像素个数是H个)，某像素的像素值是P_i、编号是i，因为图像中像素的像素值和像素编号之间都是一一对应的关系，所以某像素的像素编号i与其对应的像素值P_i的函数关系表达式如 (3)

P_i＝f(i) (3)

{i|0≤i≤V×H-1；i∈Z⁺}

重新上电或复位信号有效时将计数器清零，纵向逐列扫描判断某像素是否满足阈值(阈值用像素灰度值表示)，若满足阈值，则记录该像素对应的像素编号为“起始像素编号”且计数器自加一，直到遇到不满足阈值的像素时记录该不满足阈值的像素所对应的像素编号为“截止像素编号”且计数器自减一。

若计数器的值大于激光亮线的理论像素宽度w时(如w＝3)，根据“起始像素编号”和“截止像素编号”从记录的最后一个满足阈值的像素反溯回此段遍历中找到的第一个满足阈值的像素，一次性将这些像素的灰度值置为纯黑且计数器清零。

将像素阈值和纵向遍历时连续且满足阈值的像素个数是否大于激光亮线的理论像素宽度同时作为是否满足反溯的条件，有效的实现了反溯算法中的跨列反溯。

为了最大限度的防止因钢轨反射激光而对检测精度造成影响，黑白面阵相机和红外线性激光器相对钢轨所在水平面的安装夹角均为锐角，设黑白面阵相机相对钢轨所在水平面的安装夹角为α(α<90°)和红外线性激光器相对钢轨所在水平面的安装夹角为β(β<90°)。轨距测量模块安装设计侧视图如图9所示。

黑白面阵相机的分辨率与像元尺寸决定了轨距测量模块的轨距测量精度。下面以一个具体的实施例来进行描述，系统中轨距测量模块的参数设置如表1所示：

表1轨距测量模块参数设置表

则由以上数值可以计算出表2：

表2计算数据表

在本发明具体实施例中，中央控制模块中的一部便携式数据处理器可以是一部基于安卓系统平台的高性能手机或平板电脑，兼顾系统的人机交互和采集测量数据的处理。通过统计脉冲信号个数确定系统所走过的里程，每间隔一定里程向同步控制器发出控制信号。同步控制器根据接收到的控制信号触发GPS系统记录、坡角测量模块和轨距测量模块运行。便携式数据处理器向无线局域网交换机发送数据读取控制器信号后开始接收无线局域网交换机发送的数据，便携式数据处理器完成对来自无线局域网交换机中的各测量数据的处理，将结果以电子文档形式存储和显示给操作人员。

同步控制器用于接收来自便携式数据处理器的控制信号和向坡角测量模块、轨距测量模块中相应的硬件传感器发送触发信号，各硬件传感器在同步控制器发出的触发信号控制下，采集测量数据并将数据传送到无线局域网交换机中暂存，当无线局域网交换机收到来自便携式数据处理器的数据读取控制信号时将暂存的各硬件传感器采集的数据通过高速无线网络(如4G网络) 发送给携式数据处理器。

扩展模块中服务器用于上传、下载和存储铁路各里程对应的铁路轨道外轨超高测量数据，构建更加高效的、可共享的管护平台。系统测量数据和逻辑控制信号连接关系如图10所示。

系统运行流程图如图11所示，当系统准备开始工作时，编码器开始以脉冲的形式记录里程信息，并且每隔一定的距离d向同步控制器发送一个信号。当该信号被同步控制器接收之后，同步控制器发送指令，令坡角测量模块与轨距测量模块并行操作，将所得的结果数据传入采集处理平台，采集处理平台对所得数据进行分析处理，得到最终结果并显示。而后又开始下一次的测量。

在本发明一具体实施例中：

经典模式及其核心算法如下所述：

该工作模式下检测原理与传统常规人工检测原理相似，最接近人工检测，需要列车按照规定速度行驶，该模式可用于季度节点重大检验测量，用于与巡检模式测量的数据做比对。

设m为列车质量，v为列车行驶速度，ρ为列车拐弯时的曲率半径，g为重力加速度，G为列车所受重力，h为铁路轨道外轨超高。列车转弯时受力分析如图12所示，其向心力表达式如 (4)

由受力平衡，得到表达式如(5)

Jcosγ＝Gsinγ (5)

将式(4)代入式(5)，得到表达式如(6)

化简可得h的表达式如(7)

其中曲率半径测量需要编码器与惯导的数据。本系统实现曲率半径测量原理如图13所示。编码器测量得点Q_i与点Q_i+1之间的里程为Δd，同时由惯导测得点Q_i对应的航向角为A_i，点Q_i+1对应的航向角A_i+1，因此得到曲率K_i如表达式(8)

曲率半径即是曲率的倒数，因此能够得到曲率半径ρ如表达式(9)

将式(9)代入式(7)，得到外轨超高的高度值h表达式如(10)

巡检模式及其核心算法如下所述：

该工作模式下无需指定列车行驶速度，系统安装和标定好后即可随列车测量铁路轨道外轨超，极大的方便了铁路管护人员日常巡检工作。

巡检模式下轨道超高测量计算原理图如图14所示，设经系统测量并计算得的γ为坡角，S₁为铁路轨距，当列车经过曲线轨道时，得到外轨超高的高度值h表达式如(11)

h＝S₁×tanγ

本发明在经典模式下测量轨道超高h时需要对列车行驶速度v有严格要求，即需要列车驾驶员将行驶速度稳定在v＝N*V_max(V_max是该地段最大设计时速，N在一般地段取值为0.8，遇单线上、下行速度悬殊地段可采用0.65)的情况下进行测量，测量时系统根据硬件传感器传回数据计算出曲率半径p与轨距S₁，进而由表达式如(10)得到外轨超高的高度值h；本系统在巡检模式对列车行驶速度v无严格要求，通过测量坡角γ与轨距S₁，进而由表达式(11)得到外轨超高的高度值h。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铁路轨道外轨超高测量系统，其特征在于：包括中央控制模块及分别与其相连接的空间定位模块、坡角测量模块、轨距测量模块；

所述空间定位模块包括一个增量型光电编码器与一台GPS定位器组成；

所述坡角测量模块包括两个加速度计、两台激光测距机及一个捷联式惯性导航系统；

所述轨距测量模块包括一台黑白面阵相机及一台红外线性激光器；

所述中央控制模块包括一部便携式数据处理器、无线局域网交换机及一台同步控制器组成。

2.根据权利要求1所述的铁路轨道外轨超高测量系统，其特征在于：还包括一扩展模块；所述扩展模块；所述扩展模块包括用于上传、下载和存储铁路各里程对应的铁路轨道外轨超高测量数据的服务器。

3.根据权利要求1所述的铁路轨道外轨超高测量系统，其特征在于：两台测距机垂直安装在一根铝合金型材上。

4.根据权利要求1所述的铁路轨道外轨超高测量系统，其特征在于：所述黑白面阵相机相对钢轨所在水平面的安装夹角为α，α<90°；红外线性激光器相对钢轨所在水平面的安装夹角为β，β<90°。

5.根据权利要求1所述的铁路轨道外轨超高测量系统，其特征在于：所述GPS定位器安装在车体顶部无遮挡处；增量型光电编码器与车轮同轴固定连接；增量型光电编码器随车轮每转动一周都会输出固定数目和周期长度的方波脉冲。

6.一种铁路轨道外轨超高测量方法，其特征在于：包括两种检测模式：经典模式和巡检模式；经典模式包括以下步骤：

S1：设m为列车质量，v为列车行驶速度，ρ为列车拐弯时的曲率半径，g为重力加速度，G为列车所受重力，h为铁路轨道外轨超高，其向心力表达式如下式所示：由受力平衡，得到Jcosγ＝Gsinγ；γ为坡角值；

步骤S3：将代入式Jcosγ＝Gsinγ，得到表达式： 化简可得S₁为铁路轨距；

步骤S4：编码器测量得点Q_i与点Q_i+1之间的里程为Δd，同时由惯导测得点Q_i对应的航向角为A_i，点Q_i+1对应的航向角A_i+1，因此得到曲率K_i如表达式：曲率半径ρ：将代入得得到外轨超高的高度值h表达式:进一步的，

巡检模式包括以下步骤：

步骤S5：由得到：h＝S₁×tanγ。

7.根据权利要求6所述的铁路轨道外轨超高测量方法，其特征在于：经典模式中要求将列车限制在v＝N*V_max，V_max是该地段最大设计时速，N为常数。

8.根据权利要求6所述的铁路轨道外轨超高测量方法，其特征在于：铁路轨距S₁的测量包括以下步骤：

步骤一：设在两个加速度计的辅助修正下由两台测距机测量铝合金型材到铁轨之间的距离分别为L₁、L₂，坡角测量模块与铁轨横断面的夹角为θ，则坡角测量模块与铁轨横断面的夹角满足函数关系表达式：δ为由捷联式惯性导航系统获取坡角测量模块与大地水平面的夹角，则γ、θ、δ的三角函数关系为：γ＝δ-θ；

步骤二：轨距测量模块收到来自同步控制器的触发信号后通过黑白面阵相机拍摄红外激光线生成的原始灰度图像，此时激光线在图像上呈现为白色亮线，将原始灰度图像通过无线局域网交换机发送到便携式数据处理器，在便携式数据处理器中采用反溯算法滤除图像背景后得到的图像，采用反溯算法滤除白天检测时两条钢轨反射日光形成的两条带状亮线和夜晚检测时两条钢轨反射相机闪光灯形成的两条带状亮线后提取得到只含激光亮线的图像；

步骤三：当相机和激光器安装位置和角度确定后，根据三角函数关系易得相机靶面上每个像元的尺寸均对应一定的实际物理距离，将图像中像素坐标映射为实际物理坐标后，由激光亮线在图像中长度所占的像素个数乘上每个像素所代表的实际物理距离，即测得激光亮线的实际长度，亦即铁路轨距。

9.根据权利要求8所述的铁路轨道外轨超高测量方法，其特征在于：所述反溯算法滤除图像背景并提取激光亮线的基本原理为：对原始灰度图像中的像素进行纵向逐列扫描，设原始灰度图像高度是V，宽度是H，某像素的像素值是P_i、编号是i，图像中像素的像素值和像素编号之间都是一一对应的关系，所以某像素的像素编号i与其对应的像素值P_i的函数关系表达式如下式所示：

f(i)＝P_i；

{i|0≤i≤V×H-1；i∈Z⁺}

重新上电或复位信号有效时将计数器清零，纵向逐列扫描判断某像素是否满足阈值，若满足阈值，则记录该像素对应的像素编号为起始像素编号且计数器自加一，直到遇到不满足阈值的像素时记录该不满足阈值的像素所对应的像素编号为“截止像素编号”且计数器自减一；

若计数器的值大于激光亮线的理论像素宽度w时，根据“起始像素编号”和“截止像素编号”从记录的最后一个满足阈值的像素反溯回此段遍历中找到的第一个满足阈值的像素，一次性将这些像素的灰度值置为纯黑且计数器清零；

将像素阈值和纵向遍历时连续且满足阈值的像素个数是否大于激光亮线的理论像素宽度同时作为是否满足反溯的条件，实现了反溯算法中的跨列反溯。

10.根据权利要求6所述的铁路轨道外轨超高测量方法，其特征在于：当系统准备开始工作时，编码器开始以脉冲的形式记录里程信息，并且每隔一定的距离d向同步控制器发送一个信号；当该信号被同步控制器接收之后，同步控制器发送指令，令坡角测量模块与轨距测量模块并行操作，将所得的结果数据传入便携式数据处理器，对所得数据进行分析处理，得到最终结果并显示；然后开始下一次的测量。