CN113291207B - 一种地铁刚性接触网的动态测量方法 - Google Patents

一种地铁刚性接触网的动态测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明申请公开了一种地铁刚性接触网的动态测量方法，使用动态测量仪扫描地铁隧道等，获取三维点云数据；去除干扰数据，分割出汇流排定位支架、调节螺栓三维点云数据；取多个不同样本，反复动态识别测量，重复迭代确定各样本的模型特征；将云数据特征应用于动态检测,计算出接触线导高拉出，汇流排支架的高度差和调节螺栓相对接触线的水平和/或高度差。本发明采用非接触式检测方法通过高精度激光雷达对刚性接触网持续扫描测量，快速准确给出检测结果，测量精度高；本发明采用三维点云训练出汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓特征系数模型，进而快速有效的判断出隧道吊柱，检测速度快，结果准确，不受环境干扰。

Description

一种地铁刚性接触网的动态测量方法
技术领域
本发明涉及轨道交通接触网检测技术领域，具体涉及一种地铁刚性接触网的动态测量方法。
背景技术
地铁刚性接触网是地铁轨道交通关键组成部分，对地铁列车能否安全行驶非常重要，刚性接触网接触线导高、拉出值超限以及汇流排扭曲都会影响列车行驶安全，需要在线路验收和定期对地铁刚性接触网巡检测量。目前地铁运维相关部门对地铁刚性接触网的检测大多采用激光测量的方式完成，这种方式效率低、工作强度大，测量容易出现人为偏差。因此，目前亟需一种测量准确高效的地铁刚性接触网测量方法。
发明内容
本发明意在提供一种基于点云模型的地铁刚性接触网的动态测量方法；该方法利用激光雷达扫描的点云数据，结合光电编码器测出的里程、直线位移传感器测出的轨距，构建汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓的三维模型数据，并不断对模型训练学习，进而快速、准确动态识别汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓的测量位置，并进一步的进行计算测量值，输出测量结果。本方法在实际使用中都达到较好效果，具备测量准确、精度高、测量速度快等特点。
为达到以上目的，提供如下方案：一种地铁刚性接触网的动态测量方法，包括以下步骤：
步骤1：使用动态测量仪持续动态扫描地铁隧道、刚性接触网的汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓，获取三维点云数据；
步骤2：去除隧道壁无效干扰数据，用直线算法分割出汇流排和接触线，并用基于临近信息分割出汇流排定位支架、调节螺栓三维点云数据；
步骤3：取不同地铁线路下的汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓作为样本，反复动态识别测量，重复迭代确定汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓的模型特征；具体步骤包括，
A1.取汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓基础样本m份且m大于10份，每个样本重复检测n次且n大于10次，则样本数据至少为m×n份；
A2.重复直线迭代拟合，计算和修正RANSAC直线随机分割汇流排和接触线的特征参数值，直至所有样本数据都能正确分割汇流排和接触线；
A3.重复临近信息迭代，计算和修正出OcTree分离汇流排定位支架的特征参数值，直至所有样本数据都能正确分割出汇流排定位支架；
A4.重复计算和修正调节螺栓端点到汇流排定位支架的距离特征值d；
步骤4：将刚性接触网的汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓点云数据特征应用于动态检测,计算出接触线导高拉出，汇流排支架的高度差和调节螺栓相对接触线的水平和/或高度差。
进一步，所述步骤2包括：
S1.去除隧道壁无效干扰数据；
S2.通过RANSAC直线随机分割，一体化分割出汇流排和接触线，计算出RANSAC直线随机分割汇流排和接触线的特征参数值；
S3.根据空间位置关系从汇流排和接触线的点云中分离出接触线点云；
S4.基于临近信息把汇流排定位支架分离出来，计算出OcTree分离汇流排定位支架的特征参数值；
S5.根据调节螺栓在汇流排定位支架中安装结构关系，采用离群有效点方法分离出调节螺栓三维点云，提取调节螺栓端点到汇流排定位支架的距离特征值d；
进一步，所述步骤3包括：
A1.取汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓基础样本m份且m大于10份，每个样本重复检测n次且n大于10次，则样本数据至少为m×n份；
A2.重复直线迭代拟合，计算和修正RANSAC直线随机分割汇流排和接触线的特征参数值，直至所有样本数据都能正确分割汇流排和接触线；
A3.重复临近信息迭代，计算和修正出OcTree分离汇流排定位支架的特征参数值，直至所有样本数据都能正确分割出汇流排定位支架；
A4.重复计算和修正调节螺栓端点到汇流排定位支架的距离特征值d；
进一步，所述步骤4包括：
B1.将汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓特征模型用于汇流排和接触线动态点云抽取以及汇流排定位支架和调节螺栓的动态识别；
B2.从汇流排和接触线的点云中分离出接触线点云，进行统计滤波，去除噪点，取得有效的接触线测量点，计算出接触线的导高和拉出值；
B3.取出汇流排定位支架两边点云，进行直通滤波、统计滤波后，取得有效的汇流排定位支架测量点，计算出汇流排支架的高度差；
B4.取出调节螺栓点云，进行统计滤波，去除噪点，取得有效的调节螺栓测量点，计算出调节螺栓和接触线的水平和/或垂直差。
本发明的有益效果在于：(1)本发明采用非接触式检测方法通过高精度激光雷达对刚性接触网持续扫描测量，快速准确给出检测结果，测量效率远高于静态激光测量方法，测量精度高；
(2)本发明采用三维点云训练出汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓特征系数模型，进而快速有效的判断出隧道吊柱，检测速度快，结果准确，不受环境干扰。
附图说明
图1为本发明刚性接触网动态测量流程图；
图2为本发明刚性接触网安装结构；
图3为本发明刚性接触网点云投影图；
图4为本发明刚性接触网点云模型训练及动态测量流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
如图1至图4所示，一种地铁刚性接触网的动态测量方法，包括以下步骤：
步骤1：使用动态测量仪持续动态扫描地铁隧道、刚性接触网的汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓，获取三维点云数据；
其中，本方法使用的检测装置装配了测量范围为0.5米到100米，测量精度3毫米的高精度雷达，以及高精度光电编码器和0.01毫米精度的直线位移传感器，可以保证测量出的接触线导高、拉出值理论误差在3mm以内、汇流排定位支架高度差、调整螺栓和接触线的水平/高度差3mm以内；
检测装置架在地铁轨道上，持续对地铁刚性接触网进行扫描测量，以保证测量数据完整性；
采用2GHz双CPU的数据处理中心，可以保证实时处理隧道吊柱地铁刚性接触网点云数据的计算性能；
本装置采用2GHz双CPU数据处理中心，可以保证实时处理隧道吊柱点云数据的计算性能。
步骤2：去除隧道壁无效干扰数据；
其中，先采用边缘滤波，去除掉隧道壁和隧道壁电缆的点云，去掉无效点云数据；
通过RANSAC直线随机分割，一体化分割出汇流排和接触线，计算出RANSAC直线随机分割汇流排和接触线的特征参数值；
根据汇流排在地铁接触网中的安装位置关系，在轨道上方点云中随机找到高度最低的一点，再在基本平行于轨的另一端任取另外一个点进行RANSAC运算，并不断调整RANSAC参数，直至分割出汇流排和接触线；
进一步从汇流排和接触线的点云中分离出高度最小的点云即为接触线点云；
以接触线为起点，沿着X轴向两端进行OcTree迭代，不断调整递归立方体大小和最大递归深度，直至分离出汇流排定位支架点云；
根据调节螺栓在汇流排定位支架中安装结构关系，采用离群有效点方法进一步分离出调节螺栓三维点云，提取调节螺栓端点到汇流排定位支架的距离特征值d。
步骤3：取不同地铁线路下的汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓作为样本，反复动态识别测量，重复迭代确定汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓的模型特征；
取汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓基础样本m份且m大于10份，每个样本重复检测n次且n大于10次，则样本数据至少为m×n份；
重复直线迭代拟合，计算和修正RANSAC直线随机分割汇流排和接触线的特征参数值，直至所有样本数据都能正确分割汇流排和接触线；
重复临近信息迭代，计算和修正出OcTree分离汇流排定位支架的特征参数值，直至所有样本数据都能正确分割出汇流排定位支架；
重复计算和修正调节螺栓端点到汇流排定位支架的距离特征值d；
迭代不通过时则修改特征模型值后重复以上过程。
步骤4：将刚性接触网的汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓点云数据特征应用于动态检测,计算出接触线导高拉出，汇流排支架的高度差和调节螺栓相对接触线的水平和/或高度差。
其中，首先用汇流排、接触线的特征模型先一体化分离出汇流排、接触线点云，再根据接触线测量点一定是汇流排、接触线点云最低点，分离出接触线点云(如图3A点所示)，进行统计滤波，去除噪点，取得有效的接触线测量点，计算出接触线的导高(y)和拉出值(x)：
Figure GDA0003998244940000051
y＝y0+(d×sinθ)
其中trackwidth为轨道轨距，d为雷达测试到接触线点的距离，θ为雷达测量角度，x0y0为雷达安装初始坐标；
进一步用汇流排定位支架特征模型快速判断和分离出汇流排定位支架点云，取出汇流排定位支架两边点云(如图3D、E点所示)，进行直通滤波、统计滤波后，取得有效的汇流排定位支架测量点，计算出汇流排支架的高度差；
Δh＝dd×sinθd-de×sinθe
进一步从汇流排定位支架点云取出调节螺栓点云(图3B、C点所示)，进行统计滤波，去除噪点，取得有效的调节螺栓测量点，计算出调节螺栓和接触线的水平差(Δv)/垂直差(Δh)
Figure GDA0003998244940000052
Δh＝y0+(dc×sinθc)-y
其中d为雷达测试到调节螺栓测量C点的距离，θc为雷达测量角度，x、y分别为接触线的拉出、导高值。调节螺栓测量B点和接触线的水平差/垂直差和C点的计算公式一样。
本发明采用非接触式检测方法通过高精度激光雷达对刚性接触网持续扫描测量，快速准确给出检测结果，测量效率远高于静态激光测量方法，测量精度高；本发明采用三维点云训练出汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓特征系数模型，进而快速有效的判断出隧道吊柱，检测速度快，结果准确，不受环境干扰。本方法为动态检测地铁刚性接触网提供了一种新的解决方案，具有良好的使用前景。
以上所述仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的适用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (3)

1.一种地铁刚性接触网的动态测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.使用动态测量仪持续动态扫描地铁隧道、刚性接触网的汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓，获取三维点云数据；
步骤2.去除隧道壁无效干扰数据，用直线算法分割出汇流排和接触线，并用基于临近信息分割出汇流排定位支架、调节螺栓三维点云数据；
步骤3.取不同地铁线路下的汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓作为样本，反复动态识别测量，重复迭代确定汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓的模型特征；具体步骤包括，
A1.取汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓基础样本m份且m大于10份，每个样本重复检测n次且n大于10次，则样本数据至少为m×n份；
A2.重复直线迭代拟合，计算和修正RANSAC直线随机分割汇流排和接触线的特征参数值，直至所有样本数据都能正确分割汇流排和接触线；
A3.重复临近信息迭代，计算和修正出OcTree分离汇流排定位支架的特征参数值，直至所有样本数据都能正确分割出汇流排定位支架；
A4.重复计算和修正调节螺栓端点到汇流排定位支架的距离特征值d；
步骤4.将刚性接触网的汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓点云数据特征应用于动态检测,计算出接触线导高拉出，汇流排支架的高度差和调节螺栓相对接触线的水平和/或高度差。
2.根据权利要求1所述的一种地铁刚性接触网的动态测量方法，其特征在于，所述步骤2包括：
S1.去除隧道壁无效干扰数据；
S2.通过RANSAC直线随机分割，一体化分割出汇流排和接触线，计算出RANSAC直线随机分割汇流排和接触线的特征参数值；
S3.根据空间位置关系从汇流排和接触线的点云中分离出接触线点云；
S4.基于临近信息把汇流排定位支架分离出来，计算出OcTree分离汇流排定位支架的特征参数值；
S5.根据调节螺栓在汇流排定位支架中安装结构关系，采用离群有效点方法分离出调节螺栓三维点云，提取调节螺栓端点到汇流排定位支架的距离特征值；
3.根据权利要求1所述的一种地铁刚性接触网的动态测量方法，其特征在于，所述步骤4包括：
B1.将汇流排、接触线、汇流排定位支架、调节螺栓特征模型用于汇流排和接触线动态点云抽取以及汇流排定位支架和调节螺栓的动态识别；
B2.从汇流排和接触线的点云中分离出接触线点云，进行统计滤波，去除噪点，取得有效的接触线测量点，计算出接触线的导高和拉出值；
B3.取出汇流排定位支架两边点云，进行直通滤波、统计滤波后，取得有效的汇流排定位支架测量点，计算出汇流排支架的高度差；
B4.取出调节螺栓点云，进行统计滤波，去除噪点，取得有效的调节螺栓测量点，计算出调节螺栓和接触线的水平和/或垂直差。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113504545A (zh) * 2021-09-09 2021-10-15 成都中轨轨道设备有限公司 一种基于激光雷达的接触网数据检测方法
CN114754673B (zh) * 2022-03-18 2023-09-12 杭州申昊科技股份有限公司 刚性接触网几何参数测量方法、设备和存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205097980U (zh) * 2015-11-12 2016-03-23 北京天格高通科技有限公司 基于激光雷达的接触网检测检修车
CN105416097A (zh) * 2015-11-12 2016-03-23 北京天格高通科技有限公司 基于激光雷达的接触网检测检修车及方法
CN108564575A (zh) * 2018-04-11 2018-09-21 西南交通大学 一种基于三维点云数据的非接触式接触网参数检测方法
CN111412840A (zh) * 2020-05-07 2020-07-14 武汉汉宁轨道交通技术有限公司 一种接触网检测设备及接触网检测方法
CN211373512U (zh) * 2020-03-12 2020-08-28 广东中科如铁技术有限公司 一种基于激光雷达的接触网自动检测装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8738318B2 (en) * 2010-08-02 2014-05-27 Lindsey Manufacturing Company Dynamic electric power line monitoring system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205097980U (zh) * 2015-11-12 2016-03-23 北京天格高通科技有限公司 基于激光雷达的接触网检测检修车
CN105416097A (zh) * 2015-11-12 2016-03-23 北京天格高通科技有限公司 基于激光雷达的接触网检测检修车及方法
CN108564575A (zh) * 2018-04-11 2018-09-21 西南交通大学 一种基于三维点云数据的非接触式接触网参数检测方法
CN211373512U (zh) * 2020-03-12 2020-08-28 广东中科如铁技术有限公司 一种基于激光雷达的接触网自动检测装置
CN111412840A (zh) * 2020-05-07 2020-07-14 武汉汉宁轨道交通技术有限公司 一种接触网检测设备及接触网检测方法

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