一種鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量方法，數(shù)碼相機(jī)A1和A2同時(shí)采集軌道影像，分別得到左軌道影像和右軌道影像；在像控點(diǎn)標(biāo)志F上架設(shè)棱鏡D，全站儀C量測(cè)得到像控點(diǎn)標(biāo)志中心坐標(biāo)；將采集的左、右軌道影像分別進(jìn)行處理，提取軌道影像特征點(diǎn)并匹配，沿軌向方向分別對(duì)左、右軌道影像做連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向和模型連接，將像控點(diǎn)坐標(biāo)帶入完成絕對(duì)定向，得到軌道點(diǎn)地面三維坐標(biāo)，聯(lián)合左、右軌道影像數(shù)據(jù)進(jìn)行自檢校光束法區(qū)域網(wǎng)平差，得到精確的軌道點(diǎn)地面三維坐標(biāo)，從而計(jì)算出軌道外形尺寸及其幾何平順性參數(shù)。本發(fā)明方法可獲得軌道任意長(zhǎng)短波的平順性檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)高精度、高效率的軌道幾何狀態(tài)測(cè)量。
【專利說(shuō)明】一種鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利屬于高速鐵路軌道幾何平順性測(cè)量，具體是運(yùn)用近景攝影測(cè)量技術(shù)對(duì)軌道幾何平順性進(jìn)行檢測(cè)的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)高速鐵路的大規(guī)模建設(shè)，陸續(xù)投入運(yùn)營(yíng)的鐵路數(shù)量日益增多，高速鐵路正逐漸作為一種快捷舒服、運(yùn)載量大、低碳環(huán)保的運(yùn)輸方式，成為我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)闹匾е?。然而，高速列車在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，由于輪軌動(dòng)力反復(fù)作用以及工后沉降等諸多因素影響，軌道線形易發(fā)生幾何變形。為保障列車高速、安全、平穩(wěn)運(yùn)行，必須加強(qiáng)對(duì)鐵路軌道幾何狀態(tài)的精確檢測(cè)，尤其是面臨我國(guó)高速鐵路數(shù)量巨大的特殊性和軌道檢測(cè)的高精度技術(shù)要求，對(duì)軌道幾何狀態(tài)測(cè)量技術(shù)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
[0003]目前最常用的軌道檢測(cè)設(shè)備是基于全站儀和軌檢小車的檢測(cè)系統(tǒng)，這種測(cè)量技術(shù)檢測(cè)精度較高，已為我國(guó)高速鐵路初期建設(shè)的軌道精調(diào)提供了重要的技術(shù)支撐。然而，該系統(tǒng)是基于手推式的軌道逐點(diǎn)接觸測(cè)量，外業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大，移動(dòng)測(cè)量可行性不強(qiáng)，在檢測(cè)點(diǎn)的分布密度、測(cè)量效率等方面都有待進(jìn)一步改善，并且受到高額成本的進(jìn)口全站儀設(shè)備限制。考慮到我國(guó)高速鐵路軌道檢測(cè)數(shù)量巨大，因此亟待探索一種能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、高精度的軌道檢測(cè)技術(shù)，改進(jìn)和補(bǔ)充當(dāng)前全站儀和軌檢小車這種單一檢測(cè)系統(tǒng)的不足。
[0004]發(fā)明專利內(nèi)容
[0005]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)，本發(fā)明專利的目的是提供一種具有聞精度、聞效率的軌道幾何平順性檢測(cè)方法，并使之具有相對(duì)低成本的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明專利的目的是通過(guò)如下的手段實(shí)現(xiàn)的。
[0007]使用兩臺(tái)數(shù)碼相機(jī)AJPA2、鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量裝置B、全站儀C和棱鏡D實(shí)現(xiàn)軌道幾何平順性的檢測(cè)。在鐵路軌道E上布設(shè)像控點(diǎn)標(biāo)志F，在像控點(diǎn)標(biāo)志F上架設(shè)棱鏡D，全站儀C量測(cè)得到像控點(diǎn)標(biāo)志中心坐標(biāo)；將鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量裝置B放置在鐵路軌道上，數(shù)碼相機(jī)A1和A2穩(wěn)定安放在裝置B上，相機(jī)主光軸與軌道面近似垂直，在裝置B移動(dòng)的過(guò)程中，數(shù)碼相機(jī)A1和A2同時(shí)采集軌道影像，分別得到左軌道影像和右軌道影像；將獲取的軌道影像進(jìn)行處理，提取軌道影像特征點(diǎn)并匹配，沿軌向方向分別對(duì)左、右軌道影像做連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向和模型連接，將像控點(diǎn)坐標(biāo)帶入完成絕對(duì)定向，得到軌道點(diǎn)地面三維坐標(biāo)，聯(lián)合左右軌道數(shù)據(jù)進(jìn)行自檢校光束法區(qū)域網(wǎng)平差，得到精確的軌道點(diǎn)地面三維坐標(biāo)，從而獲得軌道外形尺寸及其幾何平順性參數(shù)。
[0008]采用本發(fā)明的方法，在對(duì)一段軌道進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，在軌道上布設(shè)像控點(diǎn)標(biāo)志F，像控點(diǎn)標(biāo)志F分別布設(shè)在軌道的開始部位、中間部位和結(jié)束部位，在像控點(diǎn)標(biāo)志F上架設(shè)棱鏡D，全站儀C量測(cè)得到像控點(diǎn)標(biāo)志中心坐標(biāo)，像控點(diǎn)布設(shè)數(shù)量較少，操作簡(jiǎn)單，可快速獲得像控點(diǎn)坐標(biāo)。在獲取軌道影像時(shí)，數(shù)碼相機(jī)A1和A2穩(wěn)定安放在鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量裝置B上，相機(jī)主光軸與軌道面近似垂直。數(shù)碼相機(jī)A1和A2在裝置B移動(dòng)的同時(shí)采集軌道影像，可快速獲取軌道目標(biāo)大量的幾何信息，可獲得大面積連續(xù)的長(zhǎng)軌道影像。軌道影像的處理采用基于近景攝影測(cè)量的空間解析幾何模型和數(shù)字圖像處理技術(shù)，計(jì)算軌道表面連續(xù)的三維坐標(biāo)，可得到軌道任意長(zhǎng)短波的平順性檢測(cè)。本發(fā)明的方法具有操作簡(jiǎn)單、采集效率高、測(cè)量精度高，并可獲取任意長(zhǎng)短波軌道幾何平順性的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明一種鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量方法的位置關(guān)系圖。
[0010]圖2為本發(fā)明使用的鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量裝置的外觀圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明專利作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]由圖1可看到本發(fā)明方法所使用設(shè)備的位置關(guān)系，測(cè)量時(shí)，ApA2為數(shù)碼相機(jī)，B為鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量裝置，C為全站儀，D為棱鏡，E為鐵路軌道，F(xiàn)為像控點(diǎn)標(biāo)志。測(cè)量過(guò)程:在鐵路軌道E上布設(shè)像控點(diǎn)標(biāo)志F，在像控點(diǎn)標(biāo)志F上架設(shè)棱鏡D，全站儀C量測(cè)得到像控點(diǎn)標(biāo)志中心坐標(biāo)，將鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量裝置B放置在鐵路軌道上，數(shù)碼相機(jī)ApA2穩(wěn)定安放在裝置B上，在裝置B移動(dòng)的過(guò)程中，數(shù)碼相機(jī)A1和A2同時(shí)采集軌道影像，分別得到左軌道影像和右軌道影像。計(jì)算結(jié)果:軌道點(diǎn)地面三維坐標(biāo)和軌道幾何平順性參數(shù)。
[0013]結(jié)合圖2可看到，鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量裝置B的結(jié)構(gòu):相機(jī)承載平臺(tái)100上對(duì)稱設(shè)置有用于固定兩臺(tái)相機(jī)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，具有相同的尺寸，兩臺(tái)相機(jī)位于同一水平面上，平臺(tái)100通過(guò)鎖緊螺絲與連接支架200相連；計(jì)算機(jī)承載架300固定在連接支架200上；可放置計(jì)算機(jī)的平板310聯(lián)接在計(jì)算機(jī)承載架300上，計(jì)算機(jī)放置在平板310上；所述的連接支架200通過(guò)螺絲鎖緊相連在底座500，底座500為具有四個(gè)滾輪510的可移動(dòng)平臺(tái)。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量方法，其特征在于，使用兩臺(tái)數(shù)碼相機(jī)A1和A2、鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量裝置B、全站儀C和棱鏡D檢測(cè)軌道幾何平順性的方法；在鐵路軌道E上布設(shè)像控點(diǎn)標(biāo)志F，在像控點(diǎn)標(biāo)志F上架設(shè)棱鏡D，全站儀C量測(cè)得到像控點(diǎn)標(biāo)志中心坐標(biāo)；鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量裝置B放置在鐵路軌道上，數(shù)碼相機(jī)A1和A2穩(wěn)定安放在裝置B上，相機(jī)主光軸與軌道面近似垂直；在鐵路軌道平順性檢測(cè)的車載近景攝影測(cè)量裝置B移動(dòng)的過(guò)程中，數(shù)碼相機(jī)A1和A2同時(shí)采集軌道影像，分別得到左軌道影像和右軌道影像；將采集的軌道影像進(jìn)行處理，提取軌道影像特征點(diǎn)并匹配，沿軌向方向分別對(duì)左、右軌道影像做連續(xù)像對(duì)相對(duì)定向和模型連接，將像控點(diǎn)坐標(biāo)帶入完成絕對(duì)定向，得到軌道點(diǎn)地面三維坐標(biāo)，聯(lián)合左、右軌道數(shù)據(jù)進(jìn)行自檢校光束法區(qū)域網(wǎng)平差，得到精確的軌道點(diǎn)地面三維坐標(biāo)，從而獲得軌道外形尺寸及其幾何平順性參數(shù)。
【文檔編號(hào)】B61D15/08GK103552570SQ201310544461
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】陳強(qiáng), 劉麗瑤, 劉成龍, 佘毅, 楊瑩輝, 郭良浩, 王鵬 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)