[发明专利]一种基于车载激光雷达技术的铁路既有线复测方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路既有线复测技术领域，具体地指一种基于车载激光雷达技术的铁路既有线复测方法。

背景技术

在既有铁路维护、管理及二线建设等工作中，为再现铁路的既有线形，需要实施既有线测量。

目前，既有线测量主要以人工上道测量方法为主。近几年，随着铁路大幅提速后，车辆行车速度快、密度高，传统的既有线测量方法施测存在较大的安全隐患，且测量效率低。

发明内容

本发明就是针对上述技术问题，提供一种基于车载激光雷达技术的铁路既有线复测方法，该方法将车载激光雷达系统安装于铁路通勤车或轨检车的车厢尾端进行扫描作业。在不影响铁路运营的情况下，实现既有铁路信息(铁路轨道线形)的精确获取，代替人工上道测量，极大的降低了野外工作量，大大缩短了测量周期，具有显著的经济效益和社会效益。

为实现上述目的，本发明所设计的一种基于车载激光雷达技术的铁路既有线复测方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：在进行车载激光雷达扫描前，在待测铁路沿线每隔预设距离布设一个控制标志；

步骤2：并采用全站仪自由设站法测量每个控制标志中心点在铁路工程坐标系下的位置坐标；

步骤3：在待测铁路沿线沿待测铁路走向布设多个GPS基站，将车载激光雷达系统安装于铁路通勤车或轨检车上，沿铁路进行扫描作业，获取铁路沿线中轨道、铁路设备设施(如信号机、道岔、接触网杆等)、铁路周围地形和控制标志的激光点云数据和影像数据，并将影像数据的颜色赋给对应的激光点云数据，形成彩色激光点云数据；

步骤4：在计算机中利用控制标志的位置坐标作为参考点对获取的彩色激光点云数据进行精度精化处理，从而去除彩色激光点云数据中的误差；

步骤5：在计算机中从经过精度精化处理的彩色激光点云数据中提取铁轨轨面线激光点数据；

步骤6：在计算机中利用铁轨轨面线激光点数据，恢复既有铁路的线型。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、作业员不上道作业，安全系数高；

设备安装完成后，作业员只需在列车上对系统控制终端进行操作，区间内作业员只需完成基站的架设以及布标的作业，无需上道作业，比之传统作业方法安全性大大提高，该优势随着近几年列车时速的不断提高显得越加明显。

2、作业时间段不受“天窗时间”限制；

传统的作业方法作业员因安全需要只能在“天窗时间”内作业，而本发明方法可在铁路管理部门给定的任意时间内工作。

3、外业工作量大大减少，整体作业效率高；

车载激光雷达系统的作业只需在测区内完成基础控制测量，激光雷达数据可真实反映现场情况，这将使复测的外业工作量大大减少，整体作业效率大大提高。

4、公务设备调查可靠度高，有可查依据。

数码影像成果真实记录现场铁路状况以及公务设备情况，测量过程有据可查，复测成果更加可靠。

本发明通过车载激光雷达这一先进的测绘新技术，在不影响铁路运营的情况下，实现既有线信息的精确获取，开创了一种基于车载激光雷达技术的既有线复测新方法。

附图说明

图1为基于车载激光雷达技术的既有线复测方法流程图；

图2为本发明方法控制标志的形状尺寸示意图；

图3为本发明方法控制标志的布设方法；

图4为本发明方法基于时间和位置的激光点云精度精化示意图；

图中：1—控制标志、2—控制标志中心点、3—控制标志点号。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1中所示的基于车载激光雷达技术的铁路既有线复测方法，它包括如下步骤：

步骤1：在进行车载激光雷达扫描前，在待测铁路沿线每隔预设距离(预设为400m)布设一个控制标志1，如图3所示；

步骤2：并采用全站仪自由设站法测量每个控制标志1中心点在铁路工程坐标系下的位置坐标；

步骤3：在待测铁路沿线沿待测铁路走向布设多个GPS基站，将车载激光雷达系统安装于铁路通勤车或轨检车的车厢尾端，沿铁路进行扫描作业，获取铁路沿线中轨道、铁路设备设施(如信号机、道岔、接触网杆等)、铁路周围地形和控制标志1的激光点云数据和影像数据，并将影像数据的颜色赋给对应的激光点云数据，形成彩色激光点云数据；

步骤4：在计算机中利用控制标志1的位置坐标作为参考点对获取的彩色激光点云数据进行精度精化处理，从而去除彩色激光点云数据中的误差；