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原文传递利用姿态重构铁轨几何形态的高铁轨道不平顺性检测方法

专利名称：	利用姿态重构铁轨几何形态的高铁轨道不平顺性检测方法
摘要：	本发明提供一种利用姿态重构铁轨几何形态的高铁轨道不平顺性检测方法，包括将GNSS、INS和里程计传感器搭载于轨检小车上，采集传感器原始数据；先进行前后向的松组合处理，再输入至RTS平滑器中分别进行前后向平滑处理；使用FBC平滑器进行组合，得到轨检小车在测量区间内各个里程处的位置和姿态；进行降采样，利用姿态对铁路轨道的三维空间位置进行重构，得到的重构后的位置结果序列，依据最小二乘方法进行旋转校正；线性插值至各个轨枕处，再与所测路段轨道的设计曲线进行对比，得到高铁轨道不平顺性的检测结果。本发明技术方案允许轨检小车连续动态作业，在保证高精度的同时大幅提高了作业效率，且基本不受外部因素的干扰。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	武汉大学
发明人：	张小红;周武星;朱锋
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910271192.2
公开号：	CN110106755A
代理机构：	武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	严彦
分类号：	E01B35/00(2006.01);E;E01;E01B;E01B35
申请人地址：	430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学
主权项：	1.一种利用姿态重构铁轨几何形态的高铁轨道不平顺性检测方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤1，将GNSS、INS和里程计传感器搭载于轨检小车上，通过人力或动力车在高速铁路轨道上推行，采集GNSS、INS和里程计原始数据；步骤2，根据步骤1所采集的数据，先进行前后向的松组合处理，再输入至RTS平滑器中分别进行前后向平滑处理；步骤3，根据步骤2中前向和后向RTS平滑处理后的结果，再使用FBC平滑器进行组合，得到轨检小车在测量区间内各个里程处的位置和姿态；步骤4，对步骤3中轨检小车位置和姿态结果进行降采样；步骤5，根据步骤4所得到的降采样后的结果，利用姿态对铁路轨道的三维空间位置进行重构，得到重构后的位置结果序列；步骤6，根据步骤5所得到的重构后的位置结果序列，依据最小二乘方法进行旋转校正，得到旋转校正后的位置结果；步骤7，将步骤6中旋转校正后的位置结果，线性插值至各个轨枕处，再与所测路段轨道的设计曲线进行对比，得到高铁轨道不平顺性的检测结果。 2.根据权利要求1所述利用姿态重构铁轨几何形态的高铁轨道不平顺性检测方法，其特征在于：步骤2中，对采集的GNSS、INS和里程计数据进行松组合处理，包括采用GNSS双频载波相位和伪距、INS原始陀螺和加速度计输出、里程计速度输出以及载体的NHC约束，所述NHC约束为侧向和垂向速度为零的虚拟约束。 3.根据权利要求1所述利用姿态重构铁轨几何形态的高铁轨道不平顺性检测方法，其特征在于：步骤2中，对采集的GNSS、INS和里程计数据进行松组合处理时，在GNSS出现失锁期间，里程计的刻度因子参数不加入滤波器状态方程中，而采用失锁前的计算值。 4.根据权利要求1所述利用姿态重构铁轨几何形态的高铁轨道不平顺性检测方法，其特征在于：步骤5所述利用姿态对铁路轨道的三维空间位置进行重构，采用了FBC组合后的位置和姿态输出，位置重构的实现方式为，跟据当前历元的位置和姿态，依据航迹递推方式，获得下一历元位置。 5.根据权利要求1所述利用姿态重构铁轨几何形态的高铁轨道不平顺性检测方法，其特征在于：步骤6中所述重构后位置结果序列的旋转校正的实现方式为，依据最小二乘法，以所测铁轨路段里程起点为圆心，将重构后位置整体旋转校正至重构前位置处。 6.根据权利要求1或2或3或4或5所述利用姿态重构铁轨几何形态的高铁轨道不平顺性检测方法，其特征在于：步骤4中，降采样的准则为只保留距离大于或等于1cm的测点信息。
所属类别：	发明专利