CN112419394B - 道岔轮廓损失检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种道岔轮廓损失检测方法及装置，涉及铁路轨道检测技术领域。该方法包括：建立包括多个网格节点的道岔标准轮廓；对利用三维激光扫描获取的道岔轮廓分别进行旋转和平移；根据道岔标准轮廓的每个网格节点及旋转与平移后的道岔轮廓，确定道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失；根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，确定道岔轮廓损失的评价指标。本发明通过建立包括多个网格节点的道岔标准轮廓，对利用三维激光扫描获取的道岔轮廓分别进行旋转和平移，进而通过道岔标准轮廓的网格节点与旋转和平移后的道岔轮廓的映射关系，获得道岔轮廓损失的空间分布特征，实现道岔轮廓损失的准确评价。

Description

道岔轮廓损失检测方法及装置
技术领域
本发明涉及铁路轨道检测技术领域，尤其涉及道岔轮廓损失检测方法及装置。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
道岔是实现列车转线或跨线运行的线路连接设备，是铁路轨道中的关键基础设施。为实现列车转向功能，道岔断面被设计沿线路纵向连续变化，这也使得道岔处的轮轨接触关系远比区间线路复杂，由此加剧了由磨耗、塑性变形、滚动接触疲劳等病害导致的道岔表面伤损，进而导致轮对高速旋转稳定性下降、转向架蛇形失稳等问题。因此，道岔轮廓损失的检测是掌握道岔服役状态、保障列车安全运行的关键技术之一。
目前，国内外对道岔轮廓损失的检测主要采用以下两种方法：一种是测量道岔在指定断面的二维轮廓，并计算道岔断面的轮廓损失，受限于轮廓测量的效率，该方法仅能选取有限个断面进行测量和计算，无法获取道岔在整个轮轨接触区域内的轮廓损失峰值及其位置。另一种是采集道岔表面图像信息，并通过机器视觉技术识别钢轨伤损的特征信息，然而该方法主要用于识别道岔伤损的位置、形状等外观状态，无法准确获取道岔轮廓损失的深度信息。与此同时，该方法也易受到道岔表面脏污、光照条件等因素的干扰。此外，激光扫描技术也开始应用于钢轨轮廓检测，该方法通过提取钢轨轮廓点云数据的特征信息来判定钢轨表面状态，然而该方法的应用对象目前局限于断面轮廓保持不变的普通钢轨，且主要用于判定表面伤损类型，对检测精度的要求相对较低。由于道岔断面沿线路纵向连续变化，显著加大了定位和计算道岔轮廓损失的难度，因而尚未发现激光扫描技术成功应用于道岔轮廓损失检测的案例。
发明内容
本发明实施例提供一种道岔轮廓损失检测方法，用以解决现有技术无法准确评价道岔轮廓损失峰值、损失体积等评价指标的问题，该道岔轮廓损失检测方法包括：
建立包括多个网格节点的道岔标准轮廓；
对利用三维激光扫描获取的道岔轮廓分别进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐；
根据道岔标准轮廓的每个网格节点及旋转与平移后的道岔轮廓，确定道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失；
根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，确定道岔轮廓损失的评价指标。
本发明实施例还提供一种道岔轮廓损失检测装置，用以解决现有技术无法准确评价道岔轮廓损失峰值、损失体积等评价指标的问题，该道岔轮廓损失检测装置包括：
道岔标准轮廓建立模块，用于建立包括多个网格节点的道岔标准轮廓；
旋转平移模块，用于对利用三维激光扫描获取的道岔轮廓分别进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐；
轮廓损失确定模块，用于根据道岔标准轮廓的每个网格节点及旋转与平移后的道岔轮廓，确定道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失；
评价指标确定模块，用于根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，确定道岔轮廓损失的评价指标。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述道岔轮廓损失检测方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述道岔轮廓损失检测方法的计算机程序。
本发明实施例中，通过建立包括多个网格节点的道岔标准轮廓，对利用三维激光扫描获取的道岔轮廓分别进行旋转和平移，进而通过道岔标准轮廓的网格节点与平移后的道岔轮廓的映射关系，获得道岔轮廓损失的空间分布特征，实现道岔轮廓损失的准确评价，为指导道岔养护维修提供依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测方法的实现流程图；
图2为本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测方法中步骤101的实现流程图；
图2-1为本发明实施例提供的建立的道岔标准轮廓的三维模型示意图；
图2-2为本发明实施例提供的道岔标准轮廓三维模型的第一基准面及其法向量和第二基准面/>及其法向量/>的示意图；
图3为本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测方法中步骤102的实现流程图；
图3-1为本发明实施例提供的道岔轮廓重构为一系列三角形面片的某顶点及道岔轮廓第一参考面/>的法向量/>和道岔轮廓第二参考面/>的法向量/>的示意图；
图4为本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测方法中步骤303的实现流程图；
图5为本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测方法中步骤103的实现流程图；
图5-1示出了本发明实施例提供的服役周期10年的某道岔的轮廓损失示意图；
图6为本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测方法中步骤104的实现流程图；
图6-1为本发明实施例提供的道岔轮廓在断面A-A、B-B、C-C及D-D处的道岔断面损失的示意图；
图7为本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测装置的功能模块图；
图8为本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测装置中道岔标准轮廓建立模块701的结构框图；
图9为本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测装置中旋转平移模块702的结构框图；
图10为本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测装置中旋转平移单元903的结构框图；
图11为本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测装置中轮廓损失确定模块703的结构框图；
图12为本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测装置中评价指标确定模块704的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
图1示出了本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测方法的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图1所示，道岔轮廓损失检测方法，其包括：
步骤101，建立包括多个网格节点的道岔标准轮廓；
步骤102，对利用三维激光扫描获取的道岔轮廓分别进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐；
步骤103，根据道岔标准轮廓的每个网格节点及旋转与平移后的道岔轮廓，确定道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失；
步骤104，根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，确定道岔轮廓损失的评价指标。
在进行道岔轮廓损失检测时，首先建立道岔标准轮廓，建立的道岔标准轮廓包括了多个网格节点。其中，道岔标准轮廓任意相邻网格节点的最短直线距离不超过第一预设距离。该第一预设距离为预先确定的距离，本领域技术人员可以根据具体需求和实际情况。例如，预先设定该第一预设距离为2厘米，或者预先设定该第一预设距离为1.8厘米，本领域技术人员可以理解的是，还可以将上述第一预设距离设定为除上述2厘米或1.8厘米之外的其它数值，例如预先设定该第一预设距离为2.2厘米，本发明实施例对此不作特别的限制。
然后对待检测的道岔轮廓进行三维激光扫描，即利用三维激光扫描技术获取道岔轮廓的三维轮廓模型。进而对利用三维激光扫描获得的道岔轮廓分别进行旋转和平移的操作，使得平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐，为后续确定道岔轮廓的轮廓损失做准备。
在分别对道岔轮廓进行旋转和平移操作后，即可根据道岔标准轮廓的每个网格节点及旋转与平移后的道岔轮廓，来确定待检测的道岔轮廓在道岔标准轮廓的每个网格节点处的轮廓损失。道岔轮廓在道岔标准轮廓的所有网格节点处的轮廓损失，反映了道岔轮廓损失的空间分布特性。最后，基于道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，通过评价指标对道岔轮廓损失进行评价，以准确获得道岔轮廓的轮廓损失。
在本发明实施例中，通过建立包括多个网格节点的道岔标准轮廓，对利用三维激光扫描获取的道岔轮廓分别进行旋转和平移，进而通过道岔标准轮廓的网格节点与平移后的道岔轮廓的映射关系，获得道岔轮廓损失的空间分布特征，实现道岔轮廓损失的准确评价，为指导道岔养护维修提供依据。
图2示出了本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测方法中步骤101的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了提高建立道岔标准轮廓的准确性，如图2所示，步骤101，建立包括多个网格节点的道岔标准轮廓，包括：
步骤201，在世界坐标系中建立道岔标准轮廓的三维模型；
步骤202，采用梯形网格对道岔标准轮廓的三维模型进行划分，确定道岔标准轮廓的多个网格节点；
步骤203，分别确定第一基准面的法向量和第二基准面的法向量；第一基准面及第二基准面为道岔标准轮廓纵剖面两侧、不发生轮轨接触的平面；
步骤204，根据道岔标准轮廓的多个网格节点、第一基准面及第二基准面，建立道岔标准轮廓。
在建立道岔标准轮廓时，首先在世界坐标系OXYZ中建立道岔标准轮廓的三维模型，然后采用梯形网格对道岔标准轮廓的三维模型进行划分，可以得到NB个网格节点及其在世界坐标系中的坐标/>其中i＝1,2,…,NB。另外较优的，网格划分时道岔标准轮廓任意相邻网格节点的最短直线距离不超过2厘米。图2-1示出了本发明实施例提供的道岔标准轮廓的三维模型的结构示意，图2-1中方框区域为对道岔标准轮廓的三维模型进行划分采用的梯形网格，得到139260个网格节点，记录节点编号/>及其坐标/>i＝1,2,…,139260。
选取道岔标准轮廓中位于道岔标准轮廓纵剖面两侧，且不发生轮轨接触(此处假设轮廓在长期服役过程中不发生变化)的两个基准平面：第一基准面和第二基准面/>在确定上述第一基准面/>和第二基准面/>分别确定上述第一基准面/>的法向量/>和第二基准面/>的法向量/>图2-2示出了本发明实施例提供的道岔标准轮廓三维模型的第一基准面/>及其法向量/>和第二基准面/>及其法向量/>
最后，基于道岔标准轮廓的多个网格节点第一基准面/>及其法向量/>和第二基准面/>及其法向量/>建立道岔标准轮廓。
在本发明实施例中，在世界坐标系中建立道岔标准轮廓的三维模型，采用梯形网格将道岔标准轮廓的三维模型划分为多个网格节点，进而分别确定第一基准面及其法向量和第二基准面及其法向量，即可根据道岔标准轮廓的多个网格节点、第一基准面及其法向量及第二基准面及其法向量，建立道岔标准轮廓，据此能够提高建立道岔标准轮廓的准确性。
图3示出了本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测方法中步骤102的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了提高道岔轮廓损失检测的准确性，如图3所示，步骤102，对利用三维激光扫描获取的道岔轮廓分别进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐，包括：
步骤301，利用三维激光扫描获取道岔轮廓的三维点云数据；
步骤302，根据道岔轮廓的三维点云数据，将道岔轮廓重构为多个三角形面片的组合；
步骤303，对重构后的道岔轮廓进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐；
步骤304，更新平移后道岔轮廓的多个三角形面片的顶点坐标。
在对道岔轮廓分别进行旋转和平移时，首先选取的道岔轮廓为服役周期10个月的某道岔。利用三维激光扫描技术对道岔轮廓进行扫描测量，依据道岔轮廓钢轨表面光泽度、环境光照条件和所需测量范围确定扫描设备参数，进而获取道岔轮廓的三维点云数据。其中，道岔轮廓的三维点云数据中临近点的最短直线距离不超过第二预设距离。该第二预设距离为预先设定的距离，本领域技术人员可以根据实际情况和具体需求预先设定该第二预设距离。例如，预先设定该第二预设距离为2厘米，或者预先设定该第二预设距离为1.8厘米，本领域技术人员可以理解的是，还可以将上述第二预设距离设定为除上述2厘米或1.8厘米之外的其它数值，例如预先设定该第二预设距离为2.2厘米，本发明实施例对此不作特别的限制。
在获取道岔轮廓的三维点云数据后，基于道岔轮廓的三维点云数据，将道岔轮廓重构为多个一系列三角形面片的组合，据此可以得到NJ个三角形顶点及其顶点坐标其中i＝1,2,…,NJ。图3-1示出了本发明实施例提供的道岔轮廓重构为一系列三角形面片的某顶点/>的示意，共得到227538个三角形顶点，记录顶点编号/>及其顶点坐标/>其中i＝1,2,…,227538。
然后对重构后的道岔轮廓进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐，最后对平移后道岔轮廓的多个三角形面片的顶点坐标进行更新，更新后的道岔轮廓的多个三角形面片的顶点坐标可以表示为其中i＝1,2,…,NJ，为后续确定道岔轮廓做准备。
在本发明实施例中，利用三维激光扫描获取道岔轮廓的三维点云数据，根据道岔轮廓的三维点云数据，将道岔轮廓重构为多个三角形面片的组合，对重构后的道岔轮廓进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐，最后更新平移后道岔轮廓的多个三角形面片的顶点坐标，为确定道岔轮廓做准备，据此能够提高道岔轮廓损失检测的准确性。
图4示出了本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测方法中步骤303的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了进一步提高道岔轮廓损失检测的准确性，如图4所示，步骤303，对重构后的道岔轮廓进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐，包括：
步骤401，分别确定道岔轮廓的第一参考面的法向量和道岔轮廓的第二参考面的法向量；第一参考面及第二参考面为道岔轮廓纵剖面两侧、且不发生轮轨接触的平面；
步骤402，通过第一旋转矩阵对道岔轮廓进行三维旋转，以使道岔标准轮廓的第一基准面与道岔轮廓的第一参考面重叠，更新道岔轮廓的第二参考面及其法向量；
步骤403，通过第二旋转矩阵将第一次旋转后的道岔轮廓围绕道岔标准轮廓的第一基准面的法向量进行三维旋转，以使道岔标准轮廓的第二基准面与更新后的道岔轮廓的第二参考面重叠；
步骤404，根据道岔标准轮廓及第二次旋转后的道岔轮廓在世界坐标中的相对位置，将第二次旋转后的道岔轮廓进行平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐。
在对道岔轮廓进行旋转和平移时，选取道岔轮廓中位于道岔轮廓纵剖面两侧，且不发生轮轨接触(此处假设轮廓在长期服役过程中不发生变化)的两个参考平面：第一参考面和第二参考面/>在确定上述第一参考面/>和第二参考面/>分别确定上述第一参考面/>的法向量/>和第二参考面/>的法向量/>图3-1示出了本发明实施例提供的道岔轮廓第一参考面/>的法向量/>和道岔轮廓第二参考面/>的法向量/>的示意。
进而通过第一旋转矩阵M(θ,ω,γ)对道岔轮廓进行三维旋转，使得旋转后的道岔标准轮廓的第一基准面与道岔轮廓的第一参考面/>重叠，进而将道岔轮廓的第二参考面/>及其法向量/>更新为/>及/>第一旋转矩阵可以表示为：
其中，θ、ω和γ分别表示第一基准面的法向量/>与第一参考面/>的法向量/>在OYZ平面、OXZ平面及OXY平面上投影的夹角。
在更新道岔轮廓的第二参考面及其法向量/>分别为/>及后/>再利用第二旋转矩阵T(κ)将第一次旋转后的道岔轮廓，围绕道岔标准轮廓的第一基准面/>的法向量/>进行三维旋转，使得第二次旋转后的道岔标准轮廓的第二基准面/>与更新后的道岔轮廓的第二参考面/>重叠。第二旋转矩阵T(κ)可以表示为：
其中，κ表示道岔标准轮廓第二基准面的法向量/>与更新后的道岔轮廓第二参考面/>的法向量/>在道岔标准轮廓第一基准面/>上投影的夹角。
在进行两次旋转后，进一步根据道岔标准轮廓及第二次旋转后的道岔轮廓在世界坐标中的相对位置，将第二次旋转后的道岔轮廓进行平移，使得平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐，为后续准确确定道岔轮廓损失做准备。
在本发明实施例中，分别确定道岔轮廓的第一参考面及其法向量，和道岔轮廓的第二参考面及其法向量，进而通过第一旋转矩阵对道岔轮廓进行三维旋转，使旋转后的道岔标准轮廓的第一基准面与道岔轮廓的第一参考面重叠，然后进一步通过第二旋转矩阵将第一次旋转后的道岔轮廓围绕道岔标准轮廓的第一基准面的法向量进行三维旋转，使第二次旋转后的道岔标准轮廓的第二基准面与更新后的道岔轮廓的第二参考面重叠，最后将第二次旋转后的道岔轮廓进行平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐，能够进一步提高道岔轮廓损失检测的准确性。
图5示出了本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测方法中步骤103的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了准确确定道岔轮廓损失，如图5所示，步骤103，根据道岔标准轮廓的每个网格节点及旋转与平移后的道岔轮廓，确定道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，包括：
步骤501，根据道岔标准轮廓当前网格节点在X轴方向和Y轴方向上的坐标，搜索在OXY平面投影区域内包含当前网格节点的道岔轮廓的目标三角形面片；
步骤502，记录在OXY平面投影区域内包含当前网格节点的道岔轮廓的目标三角形面片的顶点及其顶点坐标；
步骤503，根据道岔标准轮廓当前网格节点在X轴方向和Y轴方向上的坐标，确定道岔标准轮廓当前网格节点在目标三角形面片中对应的Z轴方向上的坐标；
步骤504，根据道岔标准轮廓当前网格节点在Z轴方向上的坐标，及道岔标准轮廓当前网格节点在目标三角形面片中对应的Z轴方向上的坐标，确定道岔轮廓在道岔标准轮廓当前网格节点处的轮廓损失。
在确定道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失时，对于道岔标准轮廓的当前网格节点根据道岔标准轮廓当前网格节点在X轴方向和Y轴方向上的坐标/>搜索道岔轮廓的目标三角形面片Vr。其中，满足目标三角形面片Vr在OXY平面投影区域内包含当前网格节点/>
在搜索确定该目标三角形面片Vr后，记录目标三角形面片Vr三个顶点及及三个顶点的顶点坐标/>及/>
进一步的，根据道岔标准轮廓当前网格节点在X轴方向和Y轴方向上的坐标通过如下公式确定道岔标准轮廓当前网格节点/>在目标三角形面片Vr中对应的Z轴方向上的坐标：
其中，表示道岔标准轮廓当前网格节点/>在目标三角形面片Vr中对应的Z轴方向上的坐标，E、Q、U及H为无实际物理含义的过渡字母符号，/>及/>分别表示目标三角形面片Vr中顶点/>在X轴方向、Y轴方向及Z轴方向上的坐标；/>及/>分别表示目标三角形面片Vr中顶点/>在X轴方向、Y轴方向及Z轴方向上的坐标；/> 及/>分别表示目标三角形面片Vr中顶点/>在X轴方向、Y轴方向及Z轴方向上的坐标。
进而，基于道岔标准轮廓当前网格节点在Z轴方向上的坐标/>以及上述得到的道岔标准轮廓当前网格节点/>在目标三角形面片Vr中对应的Z轴方向上的坐标/>通过如下公式确定道岔轮廓在道岔标准轮廓当前网格节点/>处的轮廓损失：
其中，Δzr表示道岔轮廓在道岔标准轮廓当前网格节点处的轮廓损失。
据此，对于道岔标准轮廓上的任意网格节点通过上述方式可以确定并获得道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失Δzi(i＝1,2,…NB)。图5-1示出了本发明实施例提供的服役周期10年的某道岔的轮廓损失示意，网格节点
在本发明实施例中，首先根据道岔标准轮廓当前网格节点在X轴方向和Y轴方向上的坐标，搜索在OXY平面投影区域内包含当前网格节点坐标的道岔轮廓的目标三角形面片，进而记录在OXY平面投影区域内包含当前网格节点坐标的道岔轮廓的目标三角形面片的顶点及其顶点坐标，然后根据道岔标准轮廓当前网格节点在X轴方向和Y轴方向上的坐标，确定道岔标准轮廓当前网格节点在目标三角形面片中对应的Z轴方向上的坐标，最后根据道岔标准轮廓当前网格节点在Z轴方向上的坐标，及道岔标准轮廓当前网格节点在目标三角形面片中对应的Z轴方向上的坐标，确定道岔轮廓在道岔标准轮廓当前网格节点处的轮廓损失，据此可以确定道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，准确确定道岔轮廓损失的空间分布特性，提高道岔轮廓损失检测的准确性。
图6示出了本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测方法中步骤104的实现流程，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，道岔轮廓损失的评价指标包括道岔轮廓损失峰值、道岔断面损失率及道岔轮廓损失体积中的一个或多个。为了准确、全面的评价道岔轮廓损失，如图6所示，步骤104，根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，确定道岔轮廓损失的评价指标，包括：
步骤601，根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，确定道岔轮廓损失峰值；和/或
步骤602，根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，道岔标准轮廓在预设断面上的截面积，道岔标准轮廓在预设断面上的网格节点的个数，道岔标准轮廓在预设断面上的网格节点分别与两个邻近网格节点在OXY平面上投影的最短直线距离，确定道岔断面损失率；和/或
步骤603，根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，及每个网格节点处四个梯形网格的面积，确定道岔轮廓损失体积。
其中，主要可以通过以下三个评价指标准确评价道岔轮廓损失：道岔轮廓损失峰值η、道岔断面损失率δd及道岔轮廓损失体积V。
道岔轮廓损失峰值η，是指道岔轮廓在测量范围内的道岔轮廓损失Δzi的最大值。具体可以通过如下公式确定道岔轮廓损失峰值η：
道岔断面损失率δd，是指道岔轮廓在预设断面d的截面积相对于道岔标准轮廓在预设断面d的截面积损失的比例。具体可以通过如下公式确定道岔断面损失率δd：
其中，δd表示道岔断面损失率，表示道岔标准轮廓在预设断面d上的截面积，Nd表示表示道岔标准轮廓在预设断面d上的网格节点的个数，Δzi表示道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，/>和/>分别表示道岔标准轮廓在预设断面d上的网格节点ni(i＝1,2,…Nd)分别与两个邻近网格节点在OXY平面上投影的直线距离。
道岔轮廓损失体积V，是指道岔轮廓相对于道岔标准轮廓损失的体积。具体可以通过如下公式确定道岔轮廓损失体积V：
其中，V表示道岔轮廓损失体积，Δzi表示道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，及/>分别表示任意网格节点/>所处的四个梯形网格的面积。
针对服役周期10年的某道岔，最后经计算确定该道岔的道岔轮廓损失峰值η＝Δz49217＝0.59mm，该道岔轮廓损失峰值在道岔轮廓出现的位置为(328，41)。
图6-1示出了本发明实施例提供的道岔轮廓在断面A-A、B-B、C-C及D-D处的道岔断面损失示意，经计算确定该道岔轮廓在断面A-A、B-B、C-C及D-D处的道岔断面损失率分别为21.9％、24.8％、34.3％及29.6％。
图5-1示出了本发明实施例提供的服役周期10年的某道岔的轮廓损失示意，针对该道岔选取图5-1所示中所示范围(150≤x≤550且0≤y≤70)，上述范围内该道岔的轮廓损失体积为V＝6010.7mm3。
在本发明实施例中，根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，确定道岔轮廓损失峰值，根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，道岔标准轮廓在预设断面上的截面积，道岔标准轮廓在预设断面上的网格节点的个数，道岔标准轮廓在预设断面上的网格节点分别与两个邻近网格节点在OXY平面上投影的直线距离，确定道岔断面损失率，根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，及每个网格节点处四个梯形网格的面积，确定道岔轮廓损失体积，通过道岔轮廓损失峰值、道岔断面损失率及道岔轮廓损失体积，能够准确、全面的评价道岔轮廓损失。
本发明实施例还提供一种道岔轮廓损失检测装置，如下面的实施例所述。由于这些装置解决问题的原理与道岔轮廓损失检测方法相似，因此这些装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
图7示出了本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测装置的功能模块，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
参考图7，所述道岔轮廓损失检测装置所包含的各个模块用于执行图1对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图1以及图1对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述道岔轮廓损失检测装置包括道岔标准轮廓建立模块701、旋转平移模块702、轮廓损失确定模块703及评价指标确定模块704。
道岔标准轮廓建立模块701，用于建立包括多个网格节点的道岔标准轮廓。
旋转平移模块702，用于对利用三维激光扫描获取的道岔轮廓分别进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐。
轮廓损失确定模块703，用于根据道岔标准轮廓的每个网格节点及旋转与平移后的道岔轮廓，确定道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失。
评价指标确定模块704，用于根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，确定道岔轮廓损失的评价指标。
在本发明的一实施例中，道岔标准轮廓任意相邻网格节点的最短直线距离不超过第一预设距离。
在本发明实施例中，道岔标准轮廓建立模块701通过建立包括多个网格节点的道岔标准轮廓，旋转平移模块702对利用三维激光扫描获取的道岔轮廓分别进行旋转和平移，进而轮廓损失确定模块703通过道岔标准轮廓的网格节点与平移后的道岔轮廓的映射关系，获得道岔轮廓损失的空间分布特征，评价指标确定模块704实现道岔轮廓损失的准确评价，为指导道岔养护维修提供依据。
图8示出了本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测装置中道岔标准轮廓建立模块701的结构示意，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了提高建立道岔标准轮廓的准确性，参考图8，所述道岔标准轮廓建立模块701所包含的各个单元用于执行图2对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图2以及图2对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述道岔标准轮廓建立模块701包括三维模型建立单元801、网格划分单元802、基准面法向量确定单元803及道岔标准轮廓建立单元804。
三维模型建立单元801，用于在世界坐标系中建立道岔标准轮廓的三维模型。
网格划分单元802，用于采用梯形网格对道岔标准轮廓的三维模型进行划分，确定道岔标准轮廓的多个网格节点。
基准面法向量确定单元803，用于分别确定第一基准面的法向量和第二基准面的法向量；第一基准面及第二基准面为道岔标准轮廓纵剖面两侧、不发生轮轨接触的平面。
道岔标准轮廓建立单元804，用于根据道岔标准轮廓的多个网格节点、第一基准面及第二基准面，建立道岔标准轮廓。
在本发明实施例中，三维模型建立单元801在世界坐标系中建立道岔标准轮廓的三维模型，网格划分单元802采用梯形网格将道岔标准轮廓的三维模型划分为多个网格节点，进而基准面法向量确定单元803分别确定第一基准面及其法向量和第二基准面及其法向量，道岔标准轮廓建立单元804即可根据道岔标准轮廓的多个网格节点、第一基准面及其法向量及第二基准面及其法向量，建立道岔标准轮廓，据此能够提高建立道岔标准轮廓的准确性。
图9示出了本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测装置中旋转平移模块702的结构示意，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了提高道岔轮廓损失检测的准确性，参考图9，所述旋转平移模块702所包含的各个单元用于执行图3对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图3以及图3对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述旋转平移模块702包括扫描单元901、重构单元902、旋转平移单元903及坐标更新单元904。
扫描单元901，用于利用三维激光扫描获取道岔轮廓的三维点云数据。
重构单元902，用于根据道岔轮廓的三维点云数据，将道岔轮廓重构为多个三角形面片的组合。
旋转平移单元903，用于对重构后的道岔轮廓进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐。
坐标更新单元904，用于更新平移后道岔轮廓的多个三角形面片的顶点坐标。
在本发明的一实施例中，道岔轮廓的三维点云数据中临近点的最短直线距离不超过第二预设距离。
在本发明实施例中，扫描单元901利用三维激光扫描获取道岔轮廓的三维点云数据，根据道岔轮廓的三维点云数据，重构单元902将道岔轮廓重构为多个三角形面片的组合，旋转平移单元903对重构后的道岔轮廓进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐，最后坐标更新单元904更新平移后道岔轮廓的多个三角形面片的顶点坐标，为确定道岔轮廓做准备，据此能够提高道岔轮廓损失检测的准确性。
图10示出了本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测装置中旋转平移单元903的结构示意，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了进一步提高道岔轮廓损失检测的准确性，参考图10，所述旋转平移单元903所包含的各个子单元用于执行图4对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图4以及图4对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述旋转平移单元903包括参考面法向量确定子单元1001、第一旋转子单元1002、第二旋转子单元1003及平移子单元1004。
参考面法向量确定子单元1001，用于分别确定道岔轮廓的第一参考面的法向量和道岔轮廓的第二参考面的法向量；第一参考面及第二参考面为道岔轮廓纵剖面两侧、且不发生轮轨接触的平面。
第一旋转子单元1002，用于通过第一旋转矩阵对道岔轮廓进行三维旋转，以使道岔标准轮廓的第一基准面与道岔轮廓的第一参考面重叠，更新道岔轮廓的第二参考面及其法向量。
第二旋转子单元1003，用于通过第二旋转矩阵将第一次旋转后的道岔轮廓围绕道岔标准轮廓的第一基准面的法向量进行三维旋转，以使道岔标准轮廓的第二基准面与更新后的道岔轮廓的第二参考面重叠。
平移子单元1004，用于根据道岔标准轮廓及第二次旋转后的道岔轮廓在世界坐标中的相对位置，将第二次旋转后的道岔轮廓进行平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐。
在本发明实施例中，参考面法向量确定子单元1001分别确定道岔轮廓的第一参考面及其法向量，和道岔轮廓的第二参考面及其法向量，进而第一旋转子单元1002通过第一旋转矩阵对道岔轮廓进行三维旋转，使旋转后的道岔标准轮廓的第一基准面与道岔轮廓的第一参考面重叠，然后第二旋转子单元1003进一步通过第二旋转矩阵将第一次旋转后的道岔轮廓围绕道岔标准轮廓的第一基准面的法向量进行三维旋转，使第二次旋转后的道岔标准轮廓的第二基准面与更新后的道岔轮廓的第二参考面重叠，最后平移子单元1004将第二次旋转后的道岔轮廓进行平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐，能够进一步提高道岔轮廓损失检测的准确性。
图11示出了本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测装置中轮廓损失确定模块703的结构示意，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，为了准确确定道岔轮廓损失，参考图11，所述轮廓损失确定模块703包含的各个单元用于执行图5对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图5以及图5对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述轮廓损失确定模块703包括搜索单元1101、坐标记录单元1102、坐标确定单元1103及轮廓损失确定单元1104。
搜索单元1101，用于根据道岔标准轮廓当前网格节点在X轴方向和Y轴方向上的坐标，搜索在OXY平面投影区域内包含当前网格节点的道岔轮廓的目标三角形面片。
坐标记录单元1102，用于记录在OXY平面投影区域内包含当前网格节点的道岔轮廓的目标三角形面片的顶点及其顶点坐标。
坐标确定单元1103，用于根据道岔标准轮廓当前网格节点在X轴方向和Y轴方向上的坐标，确定道岔标准轮廓当前网格节点在目标三角形面片中对应的Z轴方向上的坐标。
轮廓损失确定单元1104，用于根据道岔标准轮廓当前网格节点在Z轴方向上的坐标，及道岔标准轮廓当前网格节点在目标三角形面片中对应的Z轴方向上的坐标，确定道岔轮廓在道岔标准轮廓当前网格节点处的轮廓损失。
在本发明实施例中，首先搜索单元1101根据道岔标准轮廓当前网格节点在X轴方向和Y轴方向上的坐标，搜索在OXY平面投影区域内包含当前网格节点坐标的道岔轮廓的目标三角形面片，进而坐标记录单元1102记录在OXY平面投影区域内包含当前网格节点坐标的道岔轮廓的目标三角形面片的顶点及其顶点坐标，然后坐标确定单元1103根据道岔标准轮廓当前网格节点在X轴方向和Y轴方向上的坐标，确定道岔标准轮廓当前网格节点在目标三角形面片中对应的Z轴方向上的坐标，最后轮廓损失确定单元1104根据道岔标准轮廓当前网格节点在Z轴方向上的坐标，及道岔标准轮廓当前网格节点在目标三角形面片中对应的Z轴方向上的坐标，确定道岔轮廓在道岔标准轮廓当前网格节点处的轮廓损失，据此可以确定道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，准确确定道岔轮廓损失的空间分布特性，提高道岔轮廓损失检测的准确性。
图12示出了本发明实施例提供的道岔轮廓损失检测装置中评价指标确定模块704的结构示意，为便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在本发明的一实施例中，道岔轮廓损失的评价指标包括道岔轮廓损失峰值、道岔断面损失率及道岔轮廓损失体积中的一个或多个。为了准确、全面的评价道岔轮廓损失，参考图12，所述评价指标确定模块704所包含的各个单元用于执行图6对应实施例中的各个步骤，具体请参阅图6以及图6对应实施例中的相关描述，此处不再赘述。本发明实施例中，所述评价指标确定模块704包括轮廓损失峰值确定单元1201、断面损失率确定单元1202及轮廓损失体积确定单元1203。
轮廓损失峰值确定单元1201，用于根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，确定道岔轮廓损失峰值。和/或
断面损失率确定单元1202，用于根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，道岔标准轮廓在预设断面上的截面积，道岔标准轮廓在预设断面上的网格节点的个数，道岔标准轮廓在预设断面上的网格节点分别与两个邻近网格节点在OXY平面上投影的最短直线距离，确定道岔断面损失率。和/或
轮廓损失体积确定单元1203，用于根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，及每个网格节点处四个梯形网格的面积，确定道岔轮廓损失体积。
在本发明实施例中，轮廓损失峰值确定单元1201根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，确定道岔轮廓损失峰值，断面损失率确定单元1202根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，道岔标准轮廓在预设断面上的截面积，道岔标准轮廓在预设断面上的网格节点的个数，道岔标准轮廓在预设断面上的网格节点分别与两个邻近网格节点在OXY平面上投影的直线距离，确定道岔断面损失率，轮廓损失体积确定单元1203根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，及每个网格节点处四个梯形网格的面积，确定道岔轮廓损失体积，通过道岔轮廓损失峰值、道岔断面损失率及道岔轮廓损失体积，能够准确、全面的评价道岔轮廓损失。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述道岔轮廓损失检测方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述道岔轮廓损失检测方法的计算机程序。
综上所述，本发明实施例中，通过建立包括多个网格节点的道岔标准轮廓，对利用三维激光扫描获取的道岔轮廓分别进行旋转和平移，进而通过道岔标准轮廓的网格节点与平移后的道岔轮廓的映射关系，获得道岔轮廓损失的空间分布特征，实现道岔轮廓损失的准确评价，为指导道岔养护维修提供依据。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，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 (8)

1.一种道岔轮廓损失检测方法，其特征在于，包括：
建立包括多个网格节点的道岔标准轮廓；
对利用三维激光扫描获取的道岔轮廓分别进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐；
根据道岔标准轮廓的每个网格节点及旋转与平移后的道岔轮廓，确定道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失；
根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，确定道岔轮廓损失的评价指标；
对利用三维激光扫描获取的道岔轮廓分别进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐，包括：
利用三维激光扫描获取道岔轮廓的三维点云数据；
根据道岔轮廓的三维点云数据，将道岔轮廓重构为多个三角形面片的组合；
对重构后的道岔轮廓进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐；
更新平移后道岔轮廓的多个三角形面片的顶点坐标；
对重构后的道岔轮廓进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐，包括：
分别确定道岔轮廓的第一参考面的法向量和道岔轮廓的第二参考面的法向量；第一参考面及第二参考面为道岔轮廓纵剖面两侧、且不发生轮轨接触的平面；
通过第一旋转矩阵对道岔轮廓进行三维旋转，以使道岔标准轮廓的第一基准面与道岔轮廓的第一参考面重叠，更新道岔轮廓的第二参考面及其法向量；
通过第二旋转矩阵将第一次旋转后的道岔轮廓围绕道岔标准轮廓的第一基准面的法向量进行三维旋转，以使道岔标准轮廓的第二基准面与更新后的道岔轮廓的第二参考面重叠；
根据道岔标准轮廓及第二次旋转后的道岔轮廓在世界坐标中的相对位置，将第二次旋转后的道岔轮廓进行平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐。
2.如权利要求1所述的道岔轮廓损失检测方法，其特征在于，建立包括多个网格节点的道岔标准轮廓，包括：
在世界坐标系中建立道岔标准轮廓的三维模型；
采用梯形网格对道岔标准轮廓的三维模型进行划分，确定道岔标准轮廓的多个网格节点；
分别确定第一基准面的法向量和第二基准面的法向量；第一基准面及第二基准面为道岔标准轮廓纵剖面两侧、不发生轮轨接触的平面；
根据道岔标准轮廓的多个网格节点、第一基准面及第二基准面，建立道岔标准轮廓。
3.如权利要求1所述的道岔轮廓损失检测方法，其特征在于，道岔标准轮廓任意相邻网格节点的最短直线距离不超过第一预设距离；和/或
道岔轮廓的三维点云数据中临近点的最短直线距离不超过第二预设距离。
4.如权利要求1所述的道岔轮廓损失检测方法，其特征在于，根据道岔标准轮廓的每个网格节点及旋转与平移后的道岔轮廓，确定道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，包括：
根据道岔标准轮廓当前网格节点在X轴方向和Y轴方向上的坐标，搜索在OXY平面投影区域内包含当前网格节点的道岔轮廓的目标三角形面片；
记录在OXY平面投影区域内包含当前网格节点的道岔轮廓的目标三角形面片的顶点及其顶点坐标；
根据道岔标准轮廓当前网格节点在X轴方向和Y轴方向上的坐标，确定道岔标准轮廓当前网格节点在目标三角形面片中对应的Z轴方向上的坐标；
根据道岔标准轮廓当前网格节点在Z轴方向上的坐标，及道岔标准轮廓当前网格节点在目标三角形面片中对应的Z轴方向上的坐标，确定道岔轮廓在道岔标准轮廓当前网格节点处的轮廓损失。
5.如权利要求1所述的道岔轮廓损失检测方法，其特征在于，道岔轮廓损失的评价指标包括道岔轮廓损失峰值、道岔断面损失率及道岔轮廓损失体积中的一个或多个，根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，确定道岔轮廓损失的评价指标，包括：
根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，确定道岔轮廓损失峰值；和/或
根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，道岔标准轮廓在预设断面上的截面积，道岔标准轮廓在预设断面上的网格节点的个数，道岔标准轮廓在预设断面上的网格节点分别与两个邻近网格节点在OXY平面上投影的最短直线距离，确定道岔断面损失率；和/或
根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，及每个网格节点处四个梯形网格的面积，确定道岔轮廓损失体积。
6.一种道岔轮廓损失检测装置，其特征在于，包括：
道岔标准轮廓建立模块，用于建立包括多个网格节点的道岔标准轮廓；
旋转平移模块，用于对利用三维激光扫描获取的道岔轮廓分别进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐；
轮廓损失确定模块，用于根据道岔标准轮廓的每个网格节点及旋转与平移后的道岔轮廓，确定道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失；
评价指标确定模块，用于根据道岔轮廓在道岔标准轮廓每个网格节点处的轮廓损失，确定道岔轮廓损失的评价指标；
所述旋转平移模块包括扫描单元、重构单元、旋转平移单元及坐标更新单元，
扫描单元，用于利用三维激光扫描获取道岔轮廓的三维点云数据；
重构单元，用于根据道岔轮廓的三维点云数据，将道岔轮廓重构为多个三角形面片的组合；
旋转平移单元，用于对重构后的道岔轮廓进行旋转和平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐；
坐标更新单元，用于更新平移后道岔轮廓的多个三角形面片的顶点坐标；
所述旋转平移单元包括参考面法向量确定子单元、第一旋转子单元、第二旋转子单元及平移子单元；
参考面法向量确定子单元，用于分别确定道岔轮廓的第一参考面的法向量和道岔轮廓的第二参考面的法向量；第一参考面及第二参考面为道岔轮廓纵剖面两侧、且不发生轮轨接触的平面；
第一旋转子单元，用于通过第一旋转矩阵对道岔轮廓进行三维旋转，以使道岔标准轮廓的第一基准面与道岔轮廓的第一参考面重叠，更新道岔轮廓的第二参考面及其法向量；
第二旋转子单元，用于通过第二旋转矩阵将第一次旋转后的道岔轮廓围绕道岔标准轮廓的第一基准面的法向量进行三维旋转，以使道岔标准轮廓的第二基准面与更新后的道岔轮廓的第二参考面重叠；
平移子单元，用于根据道岔标准轮廓及第二次旋转后的道岔轮廓在世界坐标中的相对位置，将第二次旋转后的道岔轮廓进行平移，以使平移后的道岔轮廓与道岔标准轮廓在轮轨接触区域外对齐。
7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5任一所述道岔轮廓损失检测方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时权利要求1至5任一所述道岔轮廓损失检测方法的计算机程序。
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