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原文传递轨道异物检测方法及装置

专利名称：	轨道异物检测方法及装置
摘要：	本发明实施例提供一种轨道异物检测方法及装置，该方法包括：采用线扫描三维测量传感器对轨道表面进行连续测量，获得轨道的测量高程数据；对测量高程数据进行区域分割，获得轨道内包含的各区域分别对应的测量高程数据；根据各区域的测量高程数据获取对应的测量轮廓后，将各区域的测量轮廓与对应的标准轮廓分别进行比对，并根据比对结果获得轨道的异物检测结果。本发明实施例能够对当前轨道上当前存在的全部异物进行测量，避免了现有技术中存在的对于已落入轨道上的静态异物无法检测和误报情况较多的缺陷；另外，本发明实施例具备检测效率高的特点，可实现轨道交通路网级的检测，提高了轨道的运营安全性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	武汉武大卓越科技有限责任公司
发明人：	李清泉;曹民;林红;卢毅;王新林;周瑾
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-11T00:00:00+0800
申请号：	CN201910115022.5
公开号：	CN109870457A
代理机构：	北京路浩知识产权代理有限公司
代理人：	王莹;吴欢燕
分类号：	G01N21/88(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	430223 湖北省武汉市东湖高新区武大科技园4路6号
主权项：	1.一种轨道异物检测方法，其特征在于，包括：采用线扫描三维测量传感器对轨道表面进行连续测量，获得所述轨道的测量高程数据；对所述测量高程数据进行区域分割，获得所述轨道内包含的各区域分别对应的测量高程数据；其中，所述轨道内包含的各区域包括钢轨区域、轨道板区域以及扣件区域中的至少一个；根据所述各区域的测量高程数据获取对应的测量轮廓后，将各所述区域的所述测量轮廓与对应的标准轮廓分别进行比对，并根据比对结果获得所述轨道的异物检测结果。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述测量高程数据进行区域分割，获得所述轨道内包含的各区域分别对应的测量高程数据，包括：根据钢轨的高程变化特征在所述测量高程数据中定位获得钢轨踏面的位置信息，其中，所述高程变化特征包括钢轨踏面高程相对较高的特征、钢轨踏面的形状特征以及所述线扫描三维测量传感器的安装位置与所述钢轨踏面的相对距离关系的特征；基于所述钢轨踏面的位置信息，根据钢轨的整体形态特征在所述测量高程数据中定位获得所述钢轨的位置信息；根据所述钢轨的位置信息对所述测量高程数据进行区域分割，获得所述轨道内包含的各区域分别对应的测量高程数据。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述钢轨的位置信息对所述测量高程数据进行区域分割，获得所述轨道内包含的各区域分别对应的测量高程数据，包括：对于所述轨道的每一横断面，根据所述钢轨的位置信息在所述测量高程数据中分割获得所述钢轨区域的高程数据；根据所述测量高程数据，获取所述钢轨区域的两侧区域的轮廓与所述钢轨踏面的轮廓之间的高程差，并根据所述高程差判断所述两侧区域内是否含有所述扣件区域；若所述两侧区域内含有所述扣件区域，则分割获得所述扣件区域的测量高程数据后，根据所述轨道板与所述扣件之间的相邻位置关系，分割获得所述轨道板区域的测量高程数据；否则，根据所述钢轨与所述轨道板之间的相邻位置关系，分割获得所述轨道板区域的测量高程数据。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述两侧区域内含有所述扣件区域，则在所述轨道的一个横断面中，所述扣件区域包括第一扣件区域和第二扣件区域，所述轨道板区域包括第一轨道板区域和第二轨道板区域；其中，所述第一扣件区域位于所述钢轨区域的远离轨道中心一侧的设定区域范围内，所述第二扣件区域位于所述钢轨区域的靠近轨道中心一侧的设定区域范围内；其中，所述第一轨道板区域位于所述第一扣件区域的远离轨道中心一侧的设定区域范围内，所述第二轨道板区域为所述第二扣件区域与所述轨道中心之间的区域；其中，所述钢轨区域为左钢轨区域或右钢轨区域。 5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述两侧区域不含有所述扣件区域，则在所述轨道的一个横断面中，所述轨道板区域包括第三轨道板区域和第四轨道板区域；其中，所述第三轨道板区域位于所述钢轨区域的远离轨道中心一侧的设定区域范围内，所述第四轨道板区域为钢轨区域与所述轨道中心之间的区域；其中，所述钢轨区域为左钢轨区域或右钢轨区域。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将各所述区域的所述测量轮廓与对应的标准轮廓分别进行比对之前，还包括：利用所述线扫描三维测量传感器对所述轨道内包含的各区域进行测量的连续性，结合各区域的几何尺寸信息，对所述轨道内各区域分别对应的测量高程数据进行形态学操作，以对各区域进行延伸去噪。 7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将各所述区域的所述测量轮廓与对应的标准轮廓分别进行比对，并根据比对结果获得所述轨道的异物检测结果，包括：对于所述轨道内包含任一区域，计算获得所述区域中每一测点在所述测量轮廓中的高程与所述标准轮廓中的高程之间的高程差，并将每一测点的所述高程差与高程差阈值进行比对，将所述高程差大于所述高程差阈值的测点标记为疑似异物点；根据所述疑似异物点的特征对所述疑似异物点进行评价，获取由所述疑似异物点组成的每个疑似异物区域的置信度；其中，所述特征包括聚集性特征、连续性特征和几何尺寸特征中的至少一个；选择具有较高置信度的所述疑似异物区域作为目标种子区域，并对所述目标种子区域进行延伸去噪，将获得的异物区域作为所述异物检测结果。 8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据比对结果获得异物检测结果之后，还包括：根据对所述轨道拍摄获得的图像信息，对所述异物检测结果进行确认。 9.一种用于权利要求1-8任一项所述的轨道异物检测方法的轨道异物检测装置，其特征在于，包括：线扫描三维测量传感器、里程编码器和测量载体；所述里程编码器及至少一个所述线扫描三维传感器设置于所述测量载体；所述测量载体用于沿待测轨道运动；所述线扫描三维测量传感器由激光器和三维相机组成，所述线扫描三维测量传感器用于向所述钢轨发射一字激光线，并获取所述一字激光线对应的所述钢轨表面的测量高程数据；所述里程编码器用于记录所述测量载体沿所述钢轨行驶的里程信息。 10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项所述轨道异物检测方法的步骤。
所属类别：	发明专利