基于三维激光扫描的铁路限界检测技术

结合现阶段铁路限界检测的具体情况,对基于三维激光扫描的铁路限界检测技术开展研究.重点论述采用三维激光扫描进行铁路限界检测的外业工作、在扫描点云中确定铁路线路的中心,以及采用限界组合圆柱(台)体进行限界超限判定的方法.测试结果表明,该技术较好地解决了采用三维激光扫描进行铁路限界检测的关键性问题,满足限界测量对精度的要求,...     

基于激光扫描的隧道限界侵限检测研究

研究目的:铁路隧道作为重要的铁路设施,在长期运营期间可能发生形变灾害而影响安全,为杜绝此类灾害发生,隧道限界侵限检测是隧道检测的一项重要内容。随着我国铁路隧道里程不断增加,提高隧道限界侵限检测效率成为提升铁路工务部门工作质量的一项工作,高效快捷的检测方法必不可少。基于此,本文重点研究基于激光扫描的隧道限界侵限检测技术,旨在利用激光扫描能密集、连续地自动获取大量数据的特点,完成隧道限界侵限的检测及侵限值的计算。研究结论:(1)激光扫描技术可以有效地采集铁路隧道内壁轮廓,作为隧道限界侵限的检测依据,进而判断是否存在限界侵限问题;(2)试验证明,利用激光扫描方法检测隧道内壁轮廓的测量精度达到±4 mm;(3)本研究成果可以有效针对铁路隧道限界侵限问题进行检测,用于指导维修养护工作,可为铁路的安全运营提供帮助。     

铁路隧道建筑限界快速检测技术研究与应用

铁路隧道建筑限界检测是确保运输安全的一个重要环节。本文基于三维激光扫描技术,提出了一种快速铁路隧道建筑限界检测技术。首先利用三维激光扫描仪等设备进行数据采集,然后经数据分析提取隧道断面轮廓线,进而判别侵限点是否存在,最终得到隧道限界断面图、隧道综合最小建筑限界尺寸表等成果。在既有线铁路隧道中的应用经验表明,与传统隧道建筑限界检测技术相比,该检测技术应用更便捷,检测结果更准确。     

铁路建筑限界检测系统及应用

论述横断面法、综合断面法和轨迹法等铁路建筑限界早期检测技术,分析已在线路运营维护中应用的激光扫描和断面摄像检测技术和原理。铁路建筑限界检测系统以激光扫描技术为基础,由数据采集模块、数据分析模块和数据管理模块组成,阐述并分析各模块组成和功能。通过现场实际运用,铁路建筑限界检测系统安装快捷方便、运用可靠稳定,能够快速高效地检测铁路建筑限界状态,为铁路运营维护单位提供准确、可靠的限界状态数据,具有广阔的应用前景。     

站台限界测量新方法及其不确定度分析

对既有站台限界测量设备进行分析,在此基础上提出一种新的站台限界测量方法,即采用位移和编码器角度测量,结合单片机、信号传感技术等测量铁路站台限界。介绍此方法的测量原理,并从横距和竖高2个方面开展测量不确定度分析,从理论上论证此方法的设计精度可满足各类站台限界测量的精度要求。     

360°激光扫描技术在城市轨道交通限界检测中的应用

新开通线路不断增多无疑对限界检测的速度和质量提出更高的要求.为确保行车安全,在城市轨道交通列车上线调试前必须对全线的实际限界状况进行全面检测.传统限界工程测量方法效率低、作业周期长,为更快、更好的进行限界检测,文章提出一种基于360°激光扫描技术的车载式限界测试系统,该测试系统更加安全、高效,并在北京地铁某线路限界检测...     

基于移动双目视觉的铁路建筑物限界快速自动检测方法

采用高速、高分辨率CCD相机以优于10-6s时间同步精度获取铁路建筑物限界的移动双目立体图像.提出了基于移动双目视觉测量模型,通过自检校多传感器系统标定和DGPS/IMU集成处理计算各双目图像严密的内、外方位元素,构建立体图像中各要素的空间相对关系.提出基于自动拟合计算的线路中心线空间位置的建筑物限界计算模型,与车辆限界相结合计算建筑物限界参数.设计并开发了一个基于双目视觉的铁路建筑物限界自动检测试验系统,进行铁路建筑物限界自动检测试验,对其精度进行分析和讨论,结果表明可达到标准规定的技术指标.     

铁路限界检测系统中三维位置与姿态信息的测量方法

为了满足铁路限界检测系统中三维位置和姿态信息精确、连续、可靠和经济的测量需要,采用捷联式惯性导航系统(SINS)和全球定位系统(GPS)组成高精度三维定位与姿态测量系统,通过捷联式惯性导航系统自主初始对准获取初始姿态角信息,并通过惯性/卫星深组合滤波方法在线实时估计惯性导航姿态角误差,进行闭环修正,从而获得连续的高精度三维位置和姿态信息。铁路实车动态试验表明该方法测量的姿态信息满足现有铁路限界检测中激光扫描平台三维位置与姿态信息的需求。     

高速铁路站场断面测量新方法研究

既有铁路站场断面测量时存在GNSS-RTK卫星信号差、测量效率低、测量条件困难等问题,故提出一种采用背包式移动三维激光扫描系统进行既有铁路站场断面测量的新技术,该系统可在无GNSS-RTK信号的条件下快速高效地采集测量区域内密集的三维点云数据。采用理论与实践相结合的研究方法,首先通过对SLAM算法和点云配准算法的研究,从理论上验证背包式移动三维激光扫描系统在铁路既有站场断面测量的可行性,随后以广州东站改造工程项目为实例,制定详细的测量流程,经过路线规划、控制点布设与测量、外业数据采集、内业数据预处理、点云配准与拼接、多源数据精度评定等一系列测量步骤的实施,得到背包式移动三维激光扫描系统在既有铁路站场内的断面测量高程中误差为0.025 m,满足既有铁路站场断面的测量要求。     

解读铁道行业标准《铁路建筑实际限界测量和数据格式》

阐述我国铁路建筑限界管理的重要性和现状,介绍TB/T 3308-2013《铁路建筑实际限界测量和数据格式》的主要内容,重点说明铁路建筑实际限界的测量要求、测量数据整理、综合最小建筑限界尺寸表填写要求等.     

基于点集配准的非接触式地铁限界检测系统标定方法研究

地铁限界是保证地铁车辆安全运行的重要数据,目前使用较多的接触式地铁限界检测存在效率低、无法准确获知超限尺寸的缺点,本文基于激光扫描测距原理开发了一种断面检测密度高、误差小的非接触式地铁限界检测系统。针对非接触式检测系统标定困难影响测量精度的问题,提出了应用机器视觉领域的点集配准迭代最近点(Iterative Closest Point)算法进行系统标定,将2个180°二维激光扫描传感器采集到的数据点拼接成一个完整的基于轨道基准坐标系的测量断面。北京地铁8号线、15号线的现场实验证明,经过该方法标定的限界检测系统可准确获知超限位置和超限尺寸,推行速度为6km/h时采样断面间距密度为0.02m,多次反复测量时系统精度可达±4mm。     

温州市域铁路交通系统关键技术分析

市域铁路是解决市域范围交通需求的有效途径。介绍温州轨道交通发展模式,车辆、限界设计、行车组织、车站建筑、桥梁结构、轨道工程、供电系统、信号体系、通信技术等市域铁路关键技术;从运输能力、线路条件、设备技术条件和投资效应等角度,分析市域铁路与中等城市的适应性。温州市域铁路是一种新模式,采取城轨运行模式,集合国铁乘坐舒适度和地铁的便捷性,具有行车速度高、运能大的特点。     

铁路限界综合管理信息系统的开发与研究

分析了铁路建筑接近限界管理工作的现状和需求，介绍了“铁路限界综合管理信息系统”的设计功能、数据流程及关键技术。该系统改变了传统的限界检测信息管理方式，提出将超限货物运输管理与限界检测综合管理融为一体的理念，实现了运用计算机的科学化管理。     

一种采用全站仪测量铁路站台实际限界的方法

介绍一种采用全站仪测量铁路站台实际限界的方法,具体阐述测量的相关规定、概念、原理、步骤、误差分析、数据计算、意义。采用全站仪激光测距功能采集原始数据,通过几何计算得出所需数据,为铁路部门站台实际限界测量提供一种符合规定的方法,为开发铁路站台实际限界测量仪器提供一种参考。     

便携式线路限界检测仪的设计和实现

介绍了便携式铁路建筑物限界检测仪的工作原理、技术关键、使用效果和特点。该限界检测仪作为限界检查车的补充，可在不中断行车情况下进行隧道、桥梁及附属物的全断面、分段断面和单点等限界的检查。测量数据可实时显示，自动形成图形和标准数据表格。     

基于PTZ相机极向投影的铁路限界自动识别方法

铁路异物侵入检测对保障铁路运营安全具有重要意义,提出一种基于PTZ (Pan-Tilt-Zoom)相机极向投影进行铁路限界自动识别的方法。针对PTZ相机采集的移动背景图像,提出一种分时图像融合生成匹配模板,利用小波分析、形态学运算和连通域标记进行图像预处理,进而利用Hough变换和钢轨极向投影检测图像中钢轨位置的限界区域标记算法。当相机姿态或焦距调整后,基于Sift特征匹配计算模板图像与新图像间的坐标变换矩阵,提出将模板图像中的限界区域映射为新图像中限界区域的方法。铁路现场实验表明:所提方法能够快速准确地识别由平行钢轨确定的铁路限界,有效解决了PTZ相机无法自动确定限界区域的问题。     

便携式铁路建筑限界测量机具的研制和应用

针对铁路建筑限界测量难的问题,研制了用PC/104工业控制计算机技术、以激光测距为基本测量方法的便携式铁路建筑限界测量机具.该设备集测量、记录、计算、分析和制图表功能于一体,可广泛应用于铁路工务和房建部门,拥有广阔的应用空间.     

城市轨道交通综合检测系统

城轨综合检测车检测系统采用惯性测量原理、机器视觉及激光扫描等非接触测量技术,集轨道几何及动态响应、接触轨检测、隧道限界检测和轮轨监视等功能于一体,并应用无线射频技术(RFID)进行精确里程定位,可快速高效地对城轨交通轨道几何、接触轨状态、隧道及线路周边建筑进行检测。可检测项目包含轨道几何的轨距、轨向、高低、水平、曲率、磨耗等,以及接触轨导高、拉出值和隧道限界。城轨综合检测车经静态调试和动态验证,各系统检测指标满足检测要求。     

便携式铁路建筑限界测量仪的研制

针对铁路建筑限界测量难的问题，研制了采用嵌入式工业控制计算机技术、以激光测距为基本测量方法的便携式铁路建筑限界测量仪。该设备集测量、记录、计算、分析和制图表功能于一体，可广泛应用于铁路工务和房建部门。     

大型桥梁三维激光扫描测量误差分析与控制

采用传统接触式测量方法对大型跨江桥梁结构进行测量时工作难度大且效率低,本文提出一种基于三维激光扫描技术对桥梁结构几何参数进行非接触式测量的方法。根据三维激光扫描技术的原理分析测量误差来源,从测角和测距两方面对三维激光扫描引起的误差进行试验研究,分析大型桥梁测量误差的控制方法。结果表明:测角和测距与测量误差均存在一定关系,在合适的测角和测距条件下三维扫描测量误差达到最小。采用远距离加密测点、布设控制网、减小测距和拼接误差等措施可显著减少三维扫描测量误差。以一实际工程为例,将拱肋的测试结果与高精度全站仪测试结果进行对比,验证了三维激光扫描测试精度满足工程应用的要求。