一種鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量方法
2023-09-27 07:44:15
一種鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量方法
【專利摘要】本發明公開了一種鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量方法，數位相機A1和A2同時採集軌道影像，分別得到左軌道影像和右軌道影像；在像控點標誌F上架設稜鏡D，全站儀C量測得到像控點標誌中心坐標；將採集的左、右軌道影像分別進行處理，提取軌道影像特徵點並匹配，沿軌向方向分別對左、右軌道影像做連續像對相對定向和模型連接，將像控點坐標帶入完成絕對定向，得到軌道點地面三維坐標，聯合左、右軌道影像數據進行自檢校光束法區域網平差，得到精確的軌道點地面三維坐標，從而計算出軌道外形尺寸及其幾何平順性參數。本發明方法可獲得軌道任意長短波的平順性檢測，可實現高精度、高效率的軌道幾何狀態測量。
【專利說明】一種鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量方法
【技術領域】
[0001]本發明專利屬於高速鐵路軌道幾何平順性測量，具體是運用近景攝影測量技術對軌道幾何平順性進行檢測的領域。
【背景技術】
[0002]隨著我國高速鐵路的大規模建設，陸續投入運營的鐵路數量日益增多，高速鐵路正逐漸作為一種快捷舒服、運載量大、低碳環保的運輸方式，成為我國交通運輸的重要支柱。然而，高速列車在長期運行過程中，由於輪軌動力反覆作用以及工後沉降等諸多因素影響，軌道線形易發生幾何變形。為保障列車高速、安全、平穩運行，必須加強對鐵路軌道幾何狀態的精確檢測，尤其是面臨我國高速鐵路數量巨大的特殊性和軌道檢測的高精度技術要求，對軌道幾何狀態測量技術提出了嚴峻挑戰。
[0003]目前最常用的軌道檢測設備是基於全站儀和軌檢小車的檢測系統，這種測量技術檢測精度較高，已為我國高速鐵路初期建設的軌道精調提供了重要的技術支撐。然而，該系統是基於手推式的軌道逐點接觸測量，外業勞動強度大，移動測量可行性不強，在檢測點的分布密度、測量效率等方面都有待進一步改善，並且受到高額成本的進口全站儀設備限制。考慮到我國高速鐵路軌道檢測數量巨大，因此亟待探索一種能夠實現高效率、高精度的軌道檢測技術，改進和補充當前全站儀和軌檢小車這種單一檢測系統的不足。
[0004]發明專利內容
[0005]鑑於現有技術的以上缺點，本發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方法，並使之具有相對低成本的優點。
[0006]本發明專利的目的是通過如下的手段實現的。
[0007]使用兩臺數位相機AJPA2、鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置B、全站儀C和稜鏡D實現軌道幾何平順性的檢測。在鐵路軌道E上布設像控點標誌F，在像控點標誌F上架設稜鏡D，全站儀C量測得到像控點標誌中心坐標；將鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置B放置在鐵路軌道上，數位相機A1和A2穩定安放在裝置B上，相機主光軸與軌道面近似垂直，在裝置B移動的過程中，數位相機A1和A2同時採集軌道影像，分別得到左軌道影像和右軌道影像；將獲取的軌道影像進行處理，提取軌道影像特徵點並匹配，沿軌向方向分別對左、右軌道影像做連續像對相對定向和模型連接，將像控點坐標帶入完成絕對定向，得到軌道點地面三維坐標，聯合左右軌道數據進行自檢校光束法區域網平差，得到精確的軌道點地面三維坐標，從而獲得軌道外形尺寸及其幾何平順性參數。
[0008]採用本發明的方法，在對一段軌道進行檢測時，在軌道上布設像控點標誌F，像控點標誌F分別布設在軌道的開始部位、中間部位和結束部位，在像控點標誌F上架設稜鏡D，全站儀C量測得到像控點標誌中心坐標，像控點布設數量較少，操作簡單，可快速獲得像控點坐標。在獲取軌道影像時，數位相機A1和A2穩定安放在鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置B上，相機主光軸與軌道面近似垂直。數位相機A1和A2在裝置B移動的同時採集軌道影像，可快速獲取軌道目標大量的幾何信息，可獲得大面積連續的長軌道影像。軌道影像的處理採用基於近景攝影測量的空間解析幾何模型和數字圖像處理技術，計算軌道表面連續的三維坐標，可得到軌道任意長短波的平順性檢測。本發明的方法具有操作簡單、採集效率高、測量精度高，並可獲取任意長短波軌道幾何平順性的特點與優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明一種鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量方法的位置關係圖。
[0010]圖2為本發明使用的鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置的外觀圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發明專利作進一步說明。
[0012]由圖1可看到本發明方法所使用設備的位置關係，測量時，ApA2為數位相機，B為鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置，C為全站儀，D為稜鏡，E為鐵路軌道，F為像控點標誌。測量過程:在鐵路軌道E上布設像控點標誌F，在像控點標誌F上架設稜鏡D，全站儀C量測得到像控點標誌中心坐標，將鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置B放置在鐵路軌道上，數位相機ApA2穩定安放在裝置B上，在裝置B移動的過程中，數位相機A1和A2同時採集軌道影像，分別得到左軌道影像和右軌道影像。計算結果:軌道點地面三維坐標和軌道幾何平順性參數。
[0013]結合圖2可看到，鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置B的結構:相機承載平臺100上對稱設置有用於固定兩臺相機的聯接結構，具有相同的尺寸，兩臺相機位於同一水平面上，平臺100通過鎖緊螺絲與連接支架200相連；計算機承載架300固定在連接支架200上；可放置計算機的平板310聯接在計算機承載架300上，計算機放置在平板310上；所述的連接支架200通過螺絲鎖緊相連在底座500，底座500為具有四個滾輪510的可移動平臺。
【權利要求】
1.一種鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量方法，其特徵在於，使用兩臺數位相機A1和A2、鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置B、全站儀C和稜鏡D檢測軌道幾何平順性的方法；在鐵路軌道E上布設像控點標誌F，在像控點標誌F上架設稜鏡D，全站儀C量測得到像控點標誌中心坐標；鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置B放置在鐵路軌道上，數位相機A1和A2穩定安放在裝置B上，相機主光軸與軌道面近似垂直；在鐵路軌道平順性檢測的車載近景攝影測量裝置B移動的過程中，數位相機A1和A2同時採集軌道影像，分別得到左軌道影像和右軌道影像；將採集的軌道影像進行處理，提取軌道影像特徵點並匹配，沿軌向方向分別對左、右軌道影像做連續像對相對定向和模型連接，將像控點坐標帶入完成絕對定向，得到軌道點地面三維坐標，聯合左、右軌道數據進行自檢校光束法區域網平差，得到精確的軌道點地面三維坐標，從而獲得軌道外形尺寸及其幾何平順性參數。
【文檔編號】B61D15/08GK103552570SQ201310544461
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】陳強, 劉麗瑤, 劉成龍, 佘毅, 楊瑩輝, 郭良浩, 王鵬 申請人:西南交通大學