[发明专利]基于高速铁路轨道几何状态测量的方法及系统

说明书

本发明提供了基于高速铁路轨道几何状态测量的方法及系统，其在高速铁路轨道的第一位置和第二位置分布布置车载测量仪和全站仪，利用全站仪作为参照物，并指示车载测量仪沿高速铁路轨道运动过程中采集车载测量仪相对于全站仪的激光定位数据和经过的高速铁路轨道区域的三维扫描数据；再对上述采集得到的数据进行分析，得到高速铁路轨道的轨道外部几何参数和轨道内部几何参数，最后根据上述几何参数，构建形成高速铁路轨道的空间三维模型，这样只需要一次设置全站仪后，利用车载测量仪对高速铁路轨道进行全局化的自动持续几何状态测量，这样能够减少对高速铁路轨道几何测量的人力时间成本，以及提高高速铁路轨道测量的效率和准确性。

技术领域

本发明涉及高速铁路轨道测量的技术领域，特别涉及基于高速铁路轨道几何状态测量的方法及系统。

背景技术

为了对高速铁路轨道进行几何状态检测，现有技术会在铺设高速铁路轨道的两侧间隔设置多个控制点标记，工作人员再利用全站仪对每个控制点标记进行逐一测量，确定高速铁路轨道的几何参数。上述方式不仅在每一测量时人工设置控制标记点，同时还需要改变全站仪的位置以针对每个控制点标记进行逐一测量，这增加高速铁路轨道测量的人力和时间成本，并且无法对测量数据进行自动分析处理，降低高速铁路轨道的几何参数测量精确性。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供基于高速铁路轨道几何状态测量的方法及系统，其在高速铁路轨道的第一位置和第二位置分布布置车载测量仪和全站仪，利用全站仪作为参照物，并指示车载测量仪沿高速铁路轨道运动过程中采集车载测量仪相对于全站仪的激光定位数据和经过的高速铁路轨道区域的三维扫描数据；再对上述采集得到的数据进行分析，得到高速铁路轨道的轨道外部几何参数和轨道内部几何参数，最后根据上述几何参数，构建形成高速铁路轨道的空间三维模型，这样只需要一次设置全站仪后，利用车载测量仪对高速铁路轨道进行全局化的自动持续几何状态测量，这样能够减少对高速铁路轨道几何测量的人力时间成本，以及提高高速铁路轨道测量的效率和准确性。

本发明提供基于高速铁路轨道几何状态测量的方法，其包括如下步骤：

步骤S1，在高速铁路轨道内部的第一位置和第二位置分别布置车载测量仪和全站仪；对车载测量仪和全站仪进行标定校准后，指示车载测量仪从第一位置沿着高速铁路轨道朝向全站仪运动；

步骤S2，当车载测量仪运动时，采集车载测量仪相对于全站仪的激光定位数据，以及采集车载测量仪对自身运动经过的高速铁路轨道区域的三维扫描数据；将激光定位数据和三维扫描数据分组保存到车载测量仪的计算机中；

步骤S3，对激光定位数据进行分析处理，得到高速铁路轨道的轨道外部几何参数；对三维扫描数据进行分析处理，得到高速铁路轨道的轨道内部几何参数；

步骤S4，将轨道外部几何参数和轨道内部几何参数保存到计算机后，构建形成高速铁路轨道的空间三维模型。

进一步，在所述步骤S1中，在高速铁路轨道内部的第一位置和第二位置分别布置车载测量仪和全站仪具体包括：

在高速铁路轨道内部的中轴线上确定第二位置，并在第二位置上布置全站仪；在高速铁路轨道内部沿轨道延伸方向与第二位置距离100m以内的第一位置布置车载测量仪。

进一步，在所述步骤S1中，对车载测量仪和全站仪进行标定校准后，指示车载测量仪从第一位置沿着高速铁路轨道朝向全站仪运动具体包括：

将车载测量仪的棱镜与全站仪进行对准标定后，指示车载测量仪从第一位置沿着高速铁路轨道朝向全站仪进行匀速运动，同时保持全站仪在第二位置静止不动。

进一步，在所述步骤S2中，当车载测量仪运动时，采集车载测量仪相对于全站仪的激光定位数据具体包括：

当车载测量仪运动时，指示车载测量仪的激光定位器采集车载测量仪相对于全站仪在三维空间的激光定位数据；其中，激光定位数据包括车载测量仪在高速铁路轨道上运动过程中的三维姿态数据。