CN112964195A - 基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法及系统，该方法包括以下步骤：获取轨道轮廓数据步骤：基于激光三角法获取轨道轮廓数据；采集轨道数据步骤：配合编码轮里程定位进行采集供电轨的轨道数据；综合滤波处理步骤：对供电轨的轨道数据进行综合滤波处理以及误差修正处理。相比以往的供电轨参数检测采用人工检测的方式，本发明采用激光传感器采集轨道数据，实现了供电轨参数的高效、动态采集，运用基于供电轨几何轮廓特征的的综合滤波处理与误差修正算法，消除了激光三角法容易出现的误差，得到准确平滑的供电轨轨道轮廓，精确度高，抗干扰能力强。

Description

基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法及系统

技术领域

本发明涉及轨道不平顺检测技术领域，具体涉及一种基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法及系统。

背景技术

现有的检测地铁第三轨(供电轨)参数的装置，有的采用的是摄像机的图像识别方法，很难获取准确的三维信息，且受环境光限制比较大，不适合参数的精确测量，有的采用的是激光传感器获得地铁第三轨(供电轨)的三维图像，但是未对传感器倾斜导致数据异常进行误差修正。目前，现有的对于有轨电车的地面供电轨高低、中线偏差的检测大多采用人工检测的方式，借助对应的参数检测工具，人为地进行检测和记录，无法快捷、准确地对供电轨进行验收、维护。

针对轨道检测，激光三角法是非接触式轨道检测方法的典型代表。其应用于轨道检测方面是通过求轨面轮廓上的每一个点与激光源的距离，利用距离的差异，用点集描述成轨道的轮廓，从而对轮廓进行分析得出轨道性能。但该方法的缺点是容易引入误差干扰，传感器安装支架与车体之间的振动以及列车蛇形行驶会不可避免地造成角度误差，同时激光传感器的测量精度也受其自身的非线性误差、被测物体所处环境等因素的影响，针对以上这几点误差，现有的技术中并未有较好的解决方案。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明的第一目的在于提出了一种基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法，该方法结合综合滤波处理、误差修正算法与几何参数检测算法，进而减少在轨道检测时引入的误差干扰。

本发明的第二目的在于提出一种基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测系统。

为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法，包括以下步骤：

获取轨道轮廓数据步骤：基于激光三角法获取轨道轮廓数据；

采集轨道数据步骤：配合编码轮里程定位进行采集供电轨的轨道数据；

综合滤波处理步骤：对供电轨的轨道数据进行综合滤波处理以及误差修正处理；

所述对供电轨的轨道数据进行综合滤波处理以及误差修正处理，具体包括以下步骤：

第一滤波处理步骤：自适应限幅滤波处理；

第二滤波处理步骤：分段拟合均值滤波处理；

消除误差步骤：误差修正处理，进而消除误差，所述误差修正处理，包括修正旋转误差、修正拉伸误差、采用供电轨几何参数检测算法对供电轨高低偏差、中线偏差进行检测。

作为优选的技术方案，所述基于激光三角法获取轨道轮廓数据，具体为：通过激光传感器采用激光三角法获取轨道轮廓数据，即获取轨道轮廓图，从而根据轨道轮廓图各点到激光传感器的距离转换得到轮廓各点坐标位置。

作为优选的技术方案，所述激光三角法采用直射式激光三角法或斜射式激光三角法。

作为优选的技术方案，所述配合编码轮里程定位进行采集供电轨的轨道数据，具体包括以下步骤：

建立空间坐标系步骤：以轨道延伸方向为y轴建立空间坐标系；

采集三维数据步骤：根据传感器与轨道的轮廓各点的相对位置不变，轮廓各点的x轴数据不做改变，通过编码轮采集空间坐标系中y轴数据，通过激光传感器采集空间坐标系中z轴的数据。

作为优选的技术方案，所述自适应限幅滤波处理，具体包括以下步骤：

设置限幅预筛选区间：以供电轨每个点的纵坐标值作为每个限幅预筛选区间的中点，形成多个长度为预设供电轨轮廓高度值的限幅预筛选区间，所述限幅预筛选区间有重合区域；

统计点数：分别统计落在多个所述限幅预筛选区间的点的个数；

选出限幅范围：比较多个限幅预筛选区间统计的点数，找到一个有最多点的限幅预筛选区间作为限幅标准区间，以所述限幅标准区间作为处理的限幅范围；

限幅滤波：将供电轨轨道轮廓中不属于所述限幅范围的点全部滤去。

作为优选的技术方案，所述分段拟合均值滤波处理，具体包括以下步骤：

供电轨中点特征点提取：

将经过自适应限幅滤波处理后的轨道轮廓数据中各点的纵坐标值进行比较，找出轨道最高点的纵坐标值y_max，做出最高点下移m个单位的水平线：

y_n’＝y_max-m，

y_n’表示下移后水平线的纵坐标值,在两侧的轮廓数据中找到y值最接近y_n’的两点，并求该两点的轨道横坐标x的平均值：

其中x₁、x₂分别表示y值最接近y_n’的两点的横坐标x值；

设置循环次数，每次水平线下移预设间隔单位，求得

每次水平线得到一个x值，其中水平线下移单位的表达式为：

m_update＝m_o+m_shift，

m_update表示更新后的下移单位，m_o表示更新前的下移单位，m_shift表示预设间隔单位；

采取投票统计方法选出出现次数最多的点的横坐标x值，出现次数最多的点的横坐标x值记作

令k为次数，将

作为中点特征点的x值：

其中x_zd表示中点特征点的x值；

分段拟合：

根据地面供电轨轮廓的几何特征将供电轨轮廓分段，包括左导槽面、左导槽底、滑块面、右导槽底、右导槽面；

对分段后的轮廓采用拟合公式进行曲线拟合：

y＝a₀+a₁x+a₂x²+…+a_nxⁿ；

其中a₀，a₁，a₂…a_n表示轮廓进行曲线拟合的各次项系数，n为正整数；

去除轨道轮廓相同点：

分段拟合完成后，先对相邻重合部分进行分配，令相邻段中首段A的右端为x_r，末段B的左端为x_l，对于重合部分的数据点S(x_i，y_i)进行去除：

其中x_i表示重合部分的数据点的横坐标数值；

均值平滑：

令数据点为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)…(x_n，y_n)，采用均值滤波：

其中y_k表示均值滤波选择点的纵坐标，k表示数据点的下标选择序号，n为正整数。

作为优选的技术方案，所述修正旋转误差，具体包括以下步骤：

计算旋转误差角：对分段后的左导槽面、滑块面、右导槽面采用拟合公式进行曲线拟合，进而得到斜率k₁，k₂，k₃以及倾斜角α₁，α₂，α₃：

倾斜角α₁、α₂、α₃得到倾斜角的平均值旋转误差角α：

旋转误差修正：令轨道数据点为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)…(x_n，y_n)，利用坐标旋转公式修正旋转误差角：

其中，α表示旋转误差角，x_i、y_i分别表示修正旋转误差角前的横坐标、纵坐标，x_i’、y_i’分别表示修正旋转误差角后的横坐标、纵坐标，i、n为正整数。

作为优选的技术方案，所述修正拉伸误差，具体包括以下步骤：

通过实验经验法获取误差角的余弦值范围：根据当前的环境搭建的实验条件，设置误差余弦值范围和取值间隔，x轴和y轴分别根据误差余弦值范围和取值间隔组合形成多个x轴y轴误差角组合(β，γ)，其中β表示x轴误差系数，γ表示y轴误差系数；

组合误差角并进行修正：

对于每一对x轴y轴误差角组合(β，γ)，都对地面供电轨滑块面部分轨道数据进行修正，令轨道数据点为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)…(x_n，y_n)：

其中x_j、y_j分别表示修正旋转误差角前的横坐标、纵坐标，x_j’、y_j’分别表示修正旋转误差角后的横坐标、纵坐标，j、n为正整数；

计算修正数据点对应的标准y值：

根据地面供电轨的轮廓公式以及供电轨3D模型，将数据点的x值代入求出标准的y值，得到y_p1，y_p2，…，y_pn，其中y_p1、y_p2…y_pn表示数据点的标准y值；

计算svar：求出修正数据与标准y值的差平方之和svar；

svar＝(y_1’-y_p1)²+(y_2’-y_p2)²+…(y_n’-y_pn)²；

找出svar最小组合确定为最佳误差修正组合，对整体轨道数据以svar最小组合进行误差修正。

作为优选的技术方案，所述采用供电轨几何参数检测算法对供电轨高低偏差、中线偏差进行检测，具体包括以下步骤：

基于平滑精准的供电轨轨道轮廓采用几何参数检测算法进行供电轨几何参数计算得到供电轨数据，将供电轨数据与标准的供电轨模型进行对比，得出供电轨的高低偏差、中线偏差：

其中Y_实测表示检测点的供电轨数据纵坐标实测值，Y_标准表示检测点在标准的供电轨模型中的纵坐标标准值，X_实测表示检测点的供电轨数据横坐标实测值，X_标准表示检测点在标准的供电轨模型中的横坐标标准值。

为了达到上述第二目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测系统，包括：用于扫描供电轨的激光传感器，用于复原轨道轮廓数据的编码轮，用于基于轨道轮廓数据进行滤波处理和误差修正处理以检测供电轨高低、中线偏差的上位机，以及用于将所述轨道轮廓数据发送至所述上位机的处理器；

所述上位机设有综合滤波模块和误差修正模块。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)相比以往的供电轨参数检测采用人工检测的方式，本发明采用二维激光传感器采集轨道数据，实现了供电轨参数的高效、动态采集，运用基于供电轨几何轮廓特征的的综合滤波处理与误差修正算法，消除了激光三角法容易出现的误差，得到准确平滑的供电轨轨道轮廓，精确度高，抗干扰能力强。

(2)本发明采用了二维激光传感器的激光三角法，解决了传统摄像机的图像识别方法很难获取准确三维信息，受环境光限制的问题，达到了精准获取轨道轮廓以及进一步计算参数的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例1中基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法的流程示意图；

图2(a)为本发明实施例1中直射式激光三角法示意图的正视图；

图2(b)为本发明实施例1中直射式激光三角法示意图的俯视图；

图2(c)为本发明实施例1中直射式激光三角法示意图的左视图；

图3为本发明实施例1中供电轨轮廓分段示意图；

图4为本发明实施例1中修正旋转误差示意图；

图5为本发明实施例1中修正拉伸误差的示意图；

图6为本发明实施例3中基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测系统的模块示意图；

其中，1-轨验小车，2-水平线，3-车体中轴线，4-地面供电轨。

具体实施方式

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在该词前面的元素或者物件涵盖出现在该词后面列举的元素或者物件及其等同，而不排除其他元素或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法，包括以下步骤：

获取轨道轮廓数据步骤：基于激光三角法获取轨道轮廓数据；

采集轨道数据步骤：配合编码轮里程定位进行采集供电轨的轨道数据；

综合滤波处理步骤：对供电轨的轨道数据进行综合滤波处理以及误差修正处理。

如图2(a)、图2(b)、图2(c)所示，本实施例利用激光传感器垂直照射供电轨实现激光三角法。

在本实施例中，基于激光三角法获取轨道轮廓数据，具体通过激光传感器采用直射式激光三角法获取轨道轮廓数据，即获取轨道轮廓图，从而根据轨道轮廓图各点到激光传感器的距离转换得到轮廓各点坐标位置。

在本实施例中，配合编码轮里程定位进行采集供电轨的轨道数据，具体包括以下步骤：

建立空间坐标系步骤：以轨道延伸方向为y轴建立空间坐标系；

采集三维数据步骤：由于传感器与轨道的轮廓各点的相对位置不变，所以轮廓各点的x轴数据不变，通过编码轮采集空间坐标系中y轴数据，通过激光传感器采集空间坐标系中z轴的数据。

在本实施例中，激光传感器采用二维激光传感器。

在本实施例中，轨道数据利用交换机并通过以太网传送至计算机进行轨道数据的处理；

结合图1所示，对供电轨的轨道数据进行综合滤波处理以及误差修正处理，具体包括以下步骤：

第一滤波处理步骤：自适应限幅滤波处理；

第二滤波处理步骤：分段拟合均值滤波处理；

消除误差步骤：误差修正处理，进而消除误差，其中误差修正处理，包括修正旋转误差，修正拉伸误差以及采用供电轨几何参数检测算法对供电轨高低偏差、中线偏差进行检测。

在本实施例中，自适应限幅滤波处理，具体包括以下步骤：

设置限幅预筛选区间：以供电轨每个点的y值作为每个限幅预筛选区间的中点，形成n个长度为预设供电轨轮廓高度值的限幅预筛选区间，且各限幅预筛选区间有重合区域，本实施例中的预设供电轨轮廓高度值为17毫米，此外可根据实际检测供电轨的情况设置预设供电轨轮廓高度值，此处不做限定；

统计点数：分别统计落在这n个限幅预筛选区间的点的个数；

选出限幅范围：比较n个限幅预筛选区间统计的点数，找到一个有最多点的限幅预筛选区间作为限幅标准区间，以限幅标准区间作为处理的限幅范围；

限幅滤波：依照限幅范围，将供电轨轨道轮廓中不属于限幅标准区间的点全部滤去。

在本实施例中，分段拟合均值滤波处理，具体包括以下步骤：

供电轨中点特征点提取：

将经过自适应限幅滤波处理后的轨道轮廓数据中各点的纵坐标y值进行比较，找出轨道最高点的纵坐标y值y_max，做出最高点下移m个单位的水平线：

y_n’＝y_max-m，

y_n’表示下移后水平线的纵坐标y值，在两侧的轮廓数据中找到y值最接近y_n’的两点，并求该两点的轨道横坐标x的平均值：

其中x₁、x₂分别表示y值最接近y_n’的两点的横坐标x值；

此外，针对本实施例中的供电轨，设置m＝2，具体下移的单位值可根据实际情况进行调整；

设置循环次数为N次，每次水平线下移预设间隔单位m_shift，在本实施例中，预设间隔单位设置0.1个单位，求得

每次水平线得到一个x值，其中水平线下移单位的表达式为：

m_update＝m_o+m_shift，

m_update表示更新后的下移单位，m_o表示更新前的下移单位，m_shift表示预设间隔单位，在本实施例中循环次数N设置为20次以内，此外可根据实际情况调整循环次数或每次水平线下移单位以达到更好的拟合效果；

采取投票统计方法选出出现次数最多的点的横坐标x值，出现次数最多的点的横坐标x值记作

令k为次数，将

作为中点特征点的x值：

其中x_zd表示中点特征点的x值；

分段拟合：

如图3所示，根据地面供电轨轮廓的几何特征将供电轨轮廓分为5段，包括左导槽面，左导槽底，滑块面，右导槽底，右导槽面：

对分段后的轮廓采用拟合公式进行曲线拟合：

y＝a₀+a₁x+a₂x²+…+a_nxⁿ；

其中a₀，a₁，a₂…a_n表示轮廓进行曲线拟合的各次项系数，n为正整数；

去除轨道轮廓相同点：

分段拟合完成后，需要进行均值平滑处理，但由于此时各段仍存在重合的部分，会对平滑造成影响，所以在进行均值平滑处理前，先对相邻重合部分进行分配，假设相邻段中首段A的右端为x_r，末段B的左端为x_l，对于重合部分的数据点S(x_i，y_i)进行去除：

其中x_i表示重合部分的数据点的横坐标数值；

均值平滑：

完成重合部分分配就可以进行均值滤波来实现供电轨轮廓平滑，令数据点为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)…(x_n，y_n)，采用均值滤波：

其中y_k表示均值滤波选择点的纵坐标，k表示数据点的下标选择序号，n为正整数；

在本实施例中，修正旋转误差，具体包括以下步骤：

计算旋转误差角：对分段后的左导槽面，滑块面，右导槽面采用拟合公式进行曲线拟合，求得斜率k₁，k₂，k₃并求得倾斜角α₁，α₂，α₃：

根据倾斜角α₁、α₂、α₃得到倾斜角的平均值旋转误差角α：

旋转误差修正：令轨道数据点为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)…(x_n，y_n)，利用坐标旋转公式修正旋转误差角：

其中，α表示旋转误差角，x_i、y_i分别表示修正旋转误差角前的横坐标、纵坐标，x_i’、y_i’分别表示修正旋转误差角后的横坐标、纵坐标，i、n为正整数。

如图4所示，由于车体摇晃导致激光不是垂直照射到供电轨，存在一个旋转误差角。

如图5所示，轨验小车1在地面供电轨4进行检测的过程中，水平线2与车体中轴线3的夹角为拉伸误差角α。

在本实施例中，修正拉伸误差，具体包括以下步骤：

通过实验经验法获取误差角的余弦值范围：在当前的环境搭建的实验条件下，采取误差余弦值范围为[0.8，1]，取值间隔为0.01，即x轴和y轴各有20个误差取值，将x轴和y轴各有的20个误差取值组合为400个x轴y轴误差角组合(β，γ)，其中β表示x轴误差系数，γ表示y轴误差系数；

组合误差角并进行修正：

对于每一对x轴y轴误差角组合(β，γ)，都对地面供电轨滑块面部分轨道数据进行修正，假设轨道数据点为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)…(x_n，y_n)：

其中x_j、y_j分别表示修正旋转误差角前的横坐标、纵坐标，x_j’、y_j’分别表示修正旋转误差角后的横坐标、纵坐标，j、n为正整数；

计算修正数据点对应的标准y值：

根据已知的地面供电轨的轮廓公式以及供电轨3D模型，将数据点的x值代入求出标准的y值，得到y_p1，y_p2，…，y_pn，其中y_p1、y_p2…y_pn表示数据点的标准y值；

计算svar：求出修正数据与标准y值的差平方之和svar；

svar＝(y_1’-y_p1)²+(y_2’-y_p2)²+…(y_n’-y_pn)²；

找出svar最小的那一对组合就可以确定最佳误差修正组合，最后对整体轨道数据以这个svar最小组合进行误差修正。

在本实施例中，地面供电轨的轮廓公式基于轮廓各点坐标位置得到，根据轮廓各点坐标位置的横坐标映射每一个纵坐标，拟合得到地面供电轨的轮廓公式。

在本实施例中，采用供电轨几何参数检测算法对供电轨高低偏差、中线偏差进行检测，具体包括以下步骤：

基于平滑精准的供电轨轨道轮廓采用几何参数检测算法进行供电轨几何参数计算得到供电轨数据，将供电轨数据与标准的供电轨模型进行对比，得出供电轨的高低偏差、中线偏差：

其中Y_实测表示检测点的供电轨数据纵坐标实测值，Y_标准表示检测点在标准的供电轨模型中的纵坐标标准值，X_实测表示检测点的供电轨数据横坐标实测值，X_标准表示检测点在标准的供电轨模型中的横坐标标准值。

实施例2

本实施例与上述实施例1的不同在于，在获取轨道轮廓数据步骤中，基于激光三角法获取轨道轮廓数据，具体采用斜射式激光三角法获取轨道轮廓数据，与实施例1中采用的直射式激光三角法测量的不同在于，实施例1中直射式激光三角法直接建立坐标系进行直观计算垂直面参数即可，而本实施在测量斜面的几何参数时，还需进行坐标转换处理才可测量垂直面参数，其中斜面几何参数包括斜面的长、宽、高，垂直面参数包括斜面的长、宽、高；

在本实施例中，坐标转换处理，具体为：设置一个斜面与垂直面的角度为旋转角度，坐标系根据该旋转角度进行旋转。

实施例3

如图6所示，本实施例提供了一种基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测系统，包括：激光传感器、编码轮、处理器和上位机，其中上位机设有综合滤波模块和误差修正模块；

在本实施例中，激光传感器采用二维激光传感器，处理器采用STM32处理器。

首先，通过二维激光传感器扫描供电轨，配合编码轮实现轨道轮廓数据精准复原，将扫描到的供电轨轮廓以及复原的轨道轮廓数据由STM32处理器通过网络通信模块发送到上位机，之后通过综合滤波模块，完成对数据干扰点的排除以及数据平滑，然后通过误差修正模块，对小车行驶过程中产生的角度误差进行校正，最后通过供电轨几何参数检测算法对供电轨高低、中线偏差进行检测。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取轨道轮廓数据步骤：基于激光三角法获取轨道轮廓数据；

采集轨道数据步骤：配合编码轮里程定位进行采集供电轨的轨道数据；

综合滤波处理步骤：对供电轨的轨道数据进行综合滤波处理以及误差修正处理；

所述对供电轨的轨道数据进行综合滤波处理以及误差修正处理，具体包括以下步骤：

第一滤波处理步骤：自适应限幅滤波处理；

第二滤波处理步骤：分段拟合均值滤波处理；

消除误差步骤：误差修正处理，进而消除误差，所述误差修正处理，包括修正旋转误差、修正拉伸误差、采用供电轨几何参数检测算法对供电轨高低偏差、中线偏差进行检测。

2.根据权利要求1所述的基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法，其特征在于，所述基于激光三角法获取轨道轮廓数据，具体为：通过激光传感器采用激光三角法获取轨道轮廓数据，即获取轨道轮廓图，从而根据轨道轮廓图各点到激光传感器的距离转换得到轮廓各点坐标位置。

3.根据权利要求1所述的基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法，其特征在于，所述激光三角法采用直射式激光三角法或斜射式激光三角法。

4.根据权利要求1所述的基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法，其特征在于，所述配合编码轮里程定位进行采集供电轨的轨道数据，具体包括以下步骤：

建立空间坐标系步骤：以轨道延伸方向为y轴建立空间坐标系；

采集三维数据步骤：根据传感器与轨道的轮廓各点的相对位置不变，轮廓各点的x轴数据不做改变，通过编码轮采集空间坐标系中y轴数据，通过激光传感器采集空间坐标系中z轴的数据。

5.根据权利要求1所述的基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法，其特征在于，所述自适应限幅滤波处理，具体包括以下步骤：

设置限幅预筛选区间：以供电轨每个点的纵坐标值作为每个限幅预筛选区间的中点，形成多个长度为预设供电轨轮廓高度值的限幅预筛选区间，所述限幅预筛选区间有重合区域；

统计点数：分别统计落在多个所述限幅预筛选区间的点的个数；

选出限幅范围：比较多个限幅预筛选区间统计的点数，找到一个有最多点的限幅预筛选区间作为限幅标准区间，以所述限幅标准区间作为处理的限幅范围；

限幅滤波：将供电轨轨道轮廓中不属于所述限幅范围的点全部滤去。

6.根据权利要求1或4所述的基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法，其特征在于，所述分段拟合均值滤波处理，具体包括以下步骤：

供电轨中点特征点提取：

将经过自适应限幅滤波处理后的轨道轮廓数据中各点的纵坐标值进行比较，找出轨道最高点的纵坐标值y_max，做出最高点下移m个单位的水平线：

y_n’＝y_max-m，

y_n’表示下移后水平线的纵坐标值，在两侧的轮廓数据中找到y值最接近y_n’的两点，并求该两点的轨道横坐标x的平均值：

其中x₁、x₂分别表示y值最接近y_n’的两点的横坐标x值；

设置循环次数，每次水平线下移预设间隔单位，求得

每次水平线得到一个x值，其中水平线下移单位的表达式为：

m_update＝m_o+m_shift，

m_update表示更新后的下移单位，m_o表示更新前的下移单位，m_shift表示预设间隔单位；

采取投票统计方法选出出现次数最多的点的横坐标x值，出现次数最多的点的横坐标x值记作

令k为次数，将

作为中点特征点的x值：

其中x_zd表示中点特征点的x值；

分段拟合：

根据地面供电轨轮廓的几何特征将供电轨轮廓分段，包括左导槽面、左导槽底、滑块面、右导槽底、右导槽面；

对分段后的轮廓采用拟合公式进行曲线拟合：

y＝a₀+a₁x+a₂x²+…+a_nxⁿ；

其中a₀，a₁，a₂…a_n表示轮廓进行曲线拟合的各次项系数，n为正整数；

去除轨道轮廓相同点：

分段拟合完成后，先对相邻重合部分进行分配，令相邻段中首段A的右端为x_r，末段B的左端为x_l，对于重合部分的数据点S(x_i，y_i)进行去除：

其中x_i表示重合部分的数据点的横坐标数值；

均值平滑：

令数据点为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)…(x_n，y_n)，采用均值滤波：

其中y_k表示均值滤波选择点的纵坐标，k表示数据点的下标选择序号，n为正整数。

7.根据权利要求1所述的基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法，其特征在于，所述修正旋转误差，具体包括以下步骤：

计算旋转误差角：对分段后的左导槽面、滑块面、右导槽面采用拟合公式进行曲线拟合，进而得到斜率k₁，k₂，k₃以及倾斜角α₁，α₂，α₃：

倾斜角α₁、α₂、α₃得到倾斜角的平均值旋转误差角α：

旋转误差修正：令轨道数据点为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)…(x_n，y_n)，利用坐标旋转公式修正旋转误差角：

其中，α表示旋转误差角，x_i、y_i分别表示修正旋转误差角前的横坐标、纵坐标，x_i’、y_i’分别表示修正旋转误差角后的横坐标、纵坐标，i、n为正整数。

8.根据权利要求1所述的基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法，其特征在于，所述修正拉伸误差，具体包括以下步骤：

通过实验经验法获取误差角的余弦值范围：根据当前的环境搭建的实验条件，设置误差余弦值范围和取值间隔，x轴和y轴分别根据误差余弦值范围和取值间隔组合形成多个x轴y轴误差角组合(β，γ)，其中β表示x轴误差系数，γ表示y轴误差系数；

组合误差角并进行修正：

对于每一对x轴y轴误差角组合(β，γ)，都对地面供电轨滑块面部分轨道数据进行修正，令轨道数据点为(x₁，y₁)，(x₂，y₂)…(x_n，y_n)：

其中x_j、y_j分别表示修正旋转误差角前的横坐标、纵坐标，x_j’、y_j’分别表示修正旋转误差角后的横坐标、纵坐标，j、n为正整数；

计算修正数据点对应的标准y值：

根据地面供电轨的轮廓公式以及供电轨3D模型，将数据点的x值代入求出标准的y值，得到y_p1，y_p2，…，y_pn，其中y_p1、y_p2…y_pn表示数据点的标准y值；

计算svar：求出修正数据与标准y值的差平方之和svar；

svar＝(y₁’-y_p1)²+(y₂’-y_p2)²+…(y_n’-y_pn)²；

找出svar最小组合确定为最佳误差修正组合，对整体轨道数据以svar最小组合进行误差修正。

9.根据权利要求1所述的基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测方法，其特征在于，所述采用供电轨几何参数检测算法对供电轨高低偏差、中线偏差进行检测，具体包括以下步骤：

基于平滑精准的供电轨轨道轮廓采用几何参数检测算法进行供电轨几何参数计算得到供电轨数据，将供电轨数据与标准的供电轨模型进行对比，得出供电轨的高低偏差、中线偏差：

其中Y_实测表示检测点的供电轨数据纵坐标实测值，Y_标准表示检测点在标准的供电轨模型中的纵坐标标准值，X_实测表示检测点的供电轨数据横坐标实测值，X_标准表示检测点在标准的供电轨模型中的横坐标标准值。

10.一种基于激光三角法的供电轨几何参数综合检测系统，其特征在于，包括：用于扫描供电轨的激光传感器，用于复原轨道轮廓数据的编码轮，用于基于轨道轮廓数据进行滤波处理和误差修正处理以检测供电轨高低、中线偏差的上位机，以及用于将所述轨道轮廓数据发送至所述上位机的处理器；

所述上位机设有综合滤波模块和误差修正模块。

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