[发明专利]一种基于车载激光扫描技术的新建线路补砟量检测方法

说明书

本发明公开了一种基于车载激光扫描技术的新建线路补砟量检测方法，具体为：利用车载激光扫描系统获取新建线路点云数据；处理新建线路点云数据，对线路里程进行精确修正；对设计道砟断面修正来适应不同工况；建立一定厚度的缓冲区，将该缓冲区内的点云投影到断面坐标系上，再按一定的宽度对实际点云断面进行简化，对实测点云道床断面进行提取；基于每一个区间内断面的超出面积和不足面积，按照断面法求该段路线的补砟量。本发明可提高数据采集的效率，提高补砟量计算的准确性并指导施工；可大幅降低铺砟次数，降低成本，提高效率。

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种基于车载激光扫描技术的新建线路补砟量检测方法。

背景技术

新建有砟铁路需要铺设道砟，为轨道上部结构提供纵横向阻力以及必要的弹性，以保证行车的安全稳定性。传统的做法是通过手工现场绘制道床断面图，不考虑设计断面的实际情况，计算道床的补砟量。这样可能存在设计断面与真实断面之间存在较大的偏差的问题，导致后续道砟计算不准确而多次铺设道砟，相应的人工、成本和时间都相应增加。

现有技术的清筛后补砟量的探讨采用定性分析和定量相结合的方式确定清筛后线路的补砟量，通过选取具有代表性的典型断面进行分析计算，采用现场测量断面并手工绘图，计算清筛后实际断面的道砟量和设计断面的道砟量之差，得到补砟量。该方法通过现场测量断面并手工绘制断面图得到实测断面，并且选取的具有代表性的典型断面并不适用于线路的任一里程上，未考虑所有的基础类型的断面情况。在实际补砟量计算过程中，铁路线路长，现场测量和手工绘制这种做法往往需要大量的人工，加长了作业周期，在大型的线路补砟量计算中并不适用。

论文：道床轮廓测量系统的研制以激光测距扫描为基本原理，对激光束扫描道砟表面的回波进行信号转换和处理，将得到的激光发射点到道砟的距离和激光束的角度，形成所测道床的实际轮廓。通过图像比较可得到道床实测轮廓与标准轮廓的偏差；经过系统的积分计算，得到该断面的盈亏。该方法通过道床实测轮廓与标准轮廓的对比，积分得到补砟量。其并未说明标准轮廓如何获取，且不同里程处的标准轮廓各不相同，未对标准轮廓进行调整从而导致补砟量计算存在偏差，增加铺砟次数，降低施工的效率，增大了工作成本。

论文：既有线起落道地段补充道砟量计算分析考虑了三种工况条件下既有线改善前后的断面类型，对既有线起落道地段补砟量计算进行分析。该方法未考虑超高、线间距等对补砟量计算的影响，导致实际计算的补砟量存在偏差，难以应用于实测路况的补砟量计算。

总之，现有技术由以下缺点：

(1)目前现场通常的做法是首先采用现场测量并手工绘图获得实测断面，导致效率低、人工成本高。

(2)未考虑线形的实际情况，设计断面与真实的设计断面存在差别，在实际比较实测断面与设计断面计算补砟量时，存在计算精度低，对减少铺砟次数的帮助有限。

发明内容

为利用车载激光扫描技术，在新建铁路施工道砟施工过程中，准确获取线路上各区段补砟量，指导后续道砟铺设作业，提高效率，降低成本；提供在道砟铺设完成后，道砟铺设施工质量定量快速评估的技术手段。本发明提供一种基于车载激光扫描技术的新建线路补砟量检测方法。

本发明的一种基于车载激光扫描技术的新建线路补砟量检测方法，包括以下步骤：

步骤1：获取新建线路点云数据：利用车载激光扫描系统获取线路区段的点云数据。

步骤2：处理新建线路点云数据，对线路里程进行精确修正。

步骤2.1：分割点云，得到道床部分的点云。

步骤2.2：将点云转换到工程坐标系后，根据钢轨设计坐标实现道床点云的精确修正。

步骤2.3：精确校正实测点云里程。

步骤3：对基本道砟断面修正来适应不同工况，从而获得全线通用的新建线路补砟量计算模型。