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[发明专利]车载LiDAR点云铁路轨顶点提取方法-CN202011056655.2有效
发明人：陈霄;张献州;肖源淼;谭社会;罗庄;金卫锋;王胜;索广建;张亚东;杨兴旺 -专利权人：西南交通大学;上海铁路北斗测量工程技术有限公司
申请日： 2020-09-30 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G06T7/11 文献下载
摘要：本发明公开了一种车载LiDAR点云铁路轨顶点提取方法，其包括S1、对车载LiDAR系统获取的GPS和IMU数据进行联合解算，获得移动平台的POS数据作为POS线；S2、根据POS线上的数据点及其邻域构成曲线，对车载LiDAR点云进行切割，得到铁路横断面；S3、将POS线上正对铁路横断面上的数据点投影至铁路横断面上，并采用阈值提取方法，将铁路横断面上的所有点云与投影点进行对比，提取出轨顶点。通过对本方案进行实验及分析评价结果显示，本方案实现了铁路轨顶点的精确提取，具有高精度的特点，丰富了铁路场景下点云数据处理算法的种类，对其他各类铁路地物信息的提取具有一定的参考和借鉴价值。
车载 lidar 铁路顶点提取方法

[发明专利]一种基于中线点云数据的轨道平顺性评价方法-CN202211482834.1在审
发明人：刘长睿;董振川;金卫锋;谭社会;杨兴旺;胡荣耀;尚金光;罗保林;白晓明;张献州;刘龙 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2022-11-24 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： G06F18/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于中线点云数据的轨道平顺性评价方法，包括：采集轨道线形数据，获取左、右轨相对于设计线形的横向偏差与垂向偏差并剔除异常数据，得到原始数据；设定截取波长范围，使用滤波器过滤原始数据中的噪声，得到处理后的轨道不平顺数据；对轨道不平顺数据进行VMD多尺度分解，得到多个IMF分量；使用PSO算法对VMD中的K和α分量进行参数寻优，并根据寻优参数进行VMD分解得到多个最优IMF分量；对多个IMF最优分量进行Hilbert变换，得到轨道不平顺瞬时能量密度分布，并对轨道平顺性进行评价。本发明适用于大部分轨道交通场景下采集的轨道数据，为提高轨道维修养护效率提供技术支撑。
一种基于中线数据轨道平顺评价方法

[发明专利]基于相似三角波形匹配延拓的LMD端点效应改善方法-CN202211119765.8有效
发明人：陈壮;金卫锋;谭社会;杨兴旺;陈霄;董振川;李昊;张献州 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2022-09-15 - 公布日： 2023-02-07 - 主分类号： G06F18/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于相似三角波形匹配延拓的LMD端点效应改善方法，属于信号处理技术领域，以左端信号为例，包括：对任意信号，以端点、第一个极大值点与第一个极小值点组成样本三角波形，记为其对应的特征三角形，称为样本特征三角形；计算待匹配三角形起点或终点对应的时刻；计算得到三边比例值；计算得到匹配误差；将最小匹配误差与预设的最小匹配误差阈值进行对比，得到最优匹配波形，根据最优匹配波形对信号左端进行延拓；若未匹配到最优匹配波形，则根据信号中的极值点计算平均波形；利用平均波形对信号左端进行延拓，并利用三次样条插值法计算得到每个左端延拓信号中离散采样点的信号值。本发明解决了端点效应对LMD分解过程影响的问题。
基于相似三角波形匹配延拓 lmd 端点效应改善方法

[发明专利]基于车载LiDAR的铁路接触网提取分类的方法-CN202011305494.6有效
发明人：罗庄;张献州;陈霄;陈铮;谭社会 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2020-11-20 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： G06V10/764 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于车载LiDAR的铁路接触网提取分类的方法，其包括采用基于空间距离属性的聚类分割算法分割出非地面点云数据；采用多尺度自适应特征分类算法对非地面点数据进行粗分类；采用DBSCAN算法对粗分类得到的点云数据进行聚类，并统计每个聚类簇中点云的数量，保留点云的数量最多的前三个聚类簇；获取三个聚类簇中每个点云在Z方向上的值，计算每个聚类簇在Z方向的Z均值，并将Z均值最大的聚类簇作为承力索点云数据；以承力索点云数据为参考，计算另外两个聚类簇的点云数据与承力索点云数据在XOY平面上的欧式距离；采用欧式距离较小的聚类簇作为接触线点云数据，另外一个聚类簇作为回流线点云数据。
基于车载 lidar 铁路接触提取分类方法

[发明专利]一种用于轨道板点云数据采集的机器人最优路径形成方法-CN201810104269.2有效
发明人：秦飞;杜以军;吴延江;叶昌尧;李超;杨志国;张志伟;张献州 -专利权人：中铁二十二局集团第二工程有限公司;中铁二十二局集团有限公司;西南交通大学
申请日： 2018-02-02 - 公布日： 2021-12-21 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于轨道板点云数据采集的机器人最优路径形成方法，包括下列步骤：步骤1)采用三维成像仪的拍照扫描方式，通过多次测量的方式获取轨道板表面的大量点云数据和特征区域的点云，所述特征区域选择轨道板中间灌注孔及周边部分区域、轨道板四个侧面的中间部位；步骤2)在Windows系统上进行编程开发，以控制库卡机器人按照规定轨迹和流程完成自动运动；根据轨道板外形尺寸偏差要求，对机器人运动路径进行规划，经多次测试、计算与优化，由此得到机器人的最优运动路径。该方法快速高效，设备运行安全平稳，符合生产流程，安装工序简单，检测成果准确可靠。
一种用于轨道板点云数据采集机器人最优路径形成方法

[发明专利]一种基于椭球面计算的GNSS三维放样定位方法-CN202010566206.6有效
发明人：金卫锋;杨兴旺;张亚东;张献州;陈铮;李超;郑旭东 -专利权人：上海铁路北斗测量工程技术有限公司;西南交通大学
申请日： 2020-06-19 - 公布日： 2021-06-01 - 主分类号： G01C15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于椭球面计算的GNSS三维放样定位方法，包括以下步骤：S1、根据待测区域构建工程椭球面；S2、将待放样点的平面坐标通过高斯反算得到待放样点的大地坐标；S3、将待放样点的大地坐标输入GNSS系统中，定位出实际工程点位置；本发明解决了使用GNSS技术进行放样，无法避免投影变形的问题。
一种基于椭球计算 gnss 三维定位方法

[发明专利]机器人重复定位精度的验证方法-CN201910424341.4有效
发明人： 张献州;包建强;陈霄;罗文彬;罗超;李圆;肖源淼;叶昌尧;秦飞 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2019-05-21 - 公布日： 2021-04-20 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种机器人重复定位精度的验证方法，属于机器人领域。该机器人重复定位精度的验证方法包括：固定具有多个球形扫描目标的组件，机器人携带三维成像仪；机器人根据其内部设定的速度和路径多次重复对各球形扫描目标进行扫描得到各球形扫描目标的多组测量坐标和测量直径；根据各球形扫描目标的实际直径与测量直径之间的误差和设定误差，得到各球形扫描目标的有效测量坐标；根据各球形扫描目标的有效测量坐标，分别计算各球形扫描目标的三个坐标分量的标准偏差；根据三个坐标分量的标准偏差计算各球形扫描目标的测量重复定位精度；根据所有测量重复定位精度和给定的重复定位精度验证机器人的重复定位精度。
机器人重复定位精度验证方法

[发明专利]一种成品板外形尺寸的数据库管理系统及方法-CN201910419021.X有效
发明人： 张献州;包建强;李圆;罗文彬;陈霄;罗超;肖源淼;叶昌尧;秦飞 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2019-05-20 - 公布日： 2021-03-16 - 主分类号： G06F16/28 文献下载
摘要：本发明提供了一种成品板外形尺寸的数据库管理系统，以MySQL为数据库和以C#语言作为系统开发工具，同时进行Windows嵌入型前端页面设计，提供了可视化查询界面，具有成品板检测信息入库、查询、排序、删除、查看、质量检核、输出等功能，为成品板的检测结果提供统一、安全、标准、便捷的管理方式，提高检测成果的共享程度，增加数据的独立性，同时，大幅度降低成品板外形尺寸检测成果信息化系统建设与维护成本。基于上述系统，本发明还提供了一种成品板外形尺寸的数据库管理方法。本发明结构简单，设计合理，具有很强的推广应用价值。
一种成品外形尺寸数据库管理系统方法

[发明专利]一种基于参考椭球面的铁路中线测设方法-CN202010425502.4有效
发明人：蔡建国;袁成忠;曾加胤;张献州;胡荣耀;刘锡钖;谢毅;周玉辉;廖玉祥;蒋恒;严佳宏;陈锡武;王筑;邓方正;周世明 -专利权人：中铁二院工程集团有限责任公司
申请日： 2020-05-19 - 公布日： 2021-02-02 - 主分类号： G06F17/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于参考椭球面的铁路中线测设方法，包括以下步骤：S1：确定铁路线路的起点信息、终点信息和各交点信息；S2：利用几何分析法计算曲线综合要素；S3：根据曲线综合要素计算曲线各主点里程；S4：比较各测点的里程与曲线各主点里程的数值大小，确定各测点的所属线段；S5：计算各测点的椭球面坐标；S6：根据各测点的椭球面坐标进行铁路中线测设。采用本发明提供的技术方案，可直接使用铁路中线各点在参考椭球上的经纬度进行测设，可使得测量计算结果无投影变形或变形达到最小。而且参考椭球面上计算得到的数据可以根据各种投影法则得到各种投影面上的结果，使计算数据具复用性和通用性。
一种基于参考椭球铁路中线方法

[发明专利]一种车载LiDAR点云铁路横断面轮廓提取方法-CN202011061251.2在审
发明人：陈霄;张献州;郑旭东;陈铮;谭社会;罗庄;金卫锋;王胜;索广建;张亚东;杨兴旺 -专利权人：西南交通大学;上海铁路北斗测量工程技术有限公司
申请日： 2020-09-30 - 公布日： 2021-01-01 - 主分类号： G06T7/11 文献下载
摘要：本发明公开了一种车载LiDAR点云铁路横断面轮廓提取方法，其包括S1、对车载LiDAR系统获取的GPS和IMU数据进行联合解算，获得移动平台的POS数据作为POS线；S2、根据POS线上的数据点及其邻域构成曲线，对车载LiDAR点云进行切割，得到铁路横断面；S3、采用Alpha Shapes算法提取铁路横断面的轮廓。本方案基于POS线提取的铁路横断面结合Alpha Shapes算法实现了铁路横断面点云数据的轮廓提取，整个过程不涉及复杂的算法，可以降低操作难度，提高数据处理时间，由于数据来源与真实采集的铁轨数据，具有高精度、高可靠性的特点。
一种车载 lidar 铁路横断面轮廓提取方法

[发明专利]一种基于椭球面计算的工程表面测量方法-CN202010567367.7在审
发明人：黄传岳;谭社会;张献州;刘锡钖;李超;胡荣耀 -专利权人：上海铁路北斗测量工程技术有限公司;西南交通大学
申请日： 2020-06-19 - 公布日： 2020-09-29 - 主分类号： G01C15/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于椭球面计算的工程表面测量方法，包括以下步骤：S1、将大地面上的各样点空间坐标通过高斯坐标转换至地球椭球面上，得到各样点的大地坐标；S2、根据各样点的大地坐标，通过点位关系确定地球椭球面上的待测工程区域范围；S3、根据各样点的大地坐标，计算待测工程区域的子午圈曲率半径及卯酉圈曲率半径；S4、根据椭球子午圈曲率半径及卯酉圈曲率半径，计算待测工程区域的面积；本发明适用于大面积或地形起伏大的工程表面积计算，并解决了现有投影方法将测量观测值投影到平面上再进行表面积计算，测量观测值投影到平面会产生投影误差，影响工程表面积计算的问题。
一种基于椭球计算工程表面测量方法

[发明专利]一种基于工程参考椭球面的铁路工程土方计算方法-CN202010424705.1在审
发明人：周玉辉;谢少勇;谢毅;张献州;郑旭旭;陈铮;蒋恒;廖玉祥;李志益;周世明;袁成忠;王筑;蔡建国;曾加胤;邓方正 -专利权人：中铁二院工程集团有限责任公司
申请日： 2020-05-19 - 公布日： 2020-08-14 - 主分类号： G01C7/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于工程参考椭球面的铁路工程土方计算方法，包括以下步骤：S1：测量待计算铁路工程土方的中桩横断面；S2：采用积距法或坐标法计算中桩横断面的两个相邻桩号横断面面积；S3：采用平均断面法或棱台法计算铁路工程土方量。与目前计算铁路工程土方量方法的不同之处在于，本发明以工程参考椭球面为计算面，这样可以避免或减小投影变形的影响，并且在工程参考椭球面上计算得到的数据可以根据各种投影法则得到各种投影面上的结果。采用本技术方案对铁路工程土方进行计算，可使得测量计算结果无投影变形或变形达到最小，集成参考椭球面上各种数据的转化和变形计算，使计算数据具有复用性和通用性。
一种基于工程参考椭球铁路工程土方计算方法

[发明专利]通用CRTSⅢ型无砟轨道板关键几何尺寸加工偏差快速检测方法-CN201810425123.8有效
发明人：张同刚;李世超;张献州;陈丞;安炯 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2018-05-07 - 公布日： 2020-08-07 - 主分类号： G01B21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种通用CRTSⅢ型无砟轨道板关键几何尺寸加工偏差快速检测方法，根据CRTSⅢ型轨道板的设计几何尺寸参数建立独立轨枕三维模型，通过轨枕三维模型组合建立相应型号的轨道板三维模型；采用模板驱动的方法完成承轨台点云分割，对承轨台的承轨面及其内外侧钳口面进行标记，并确定预埋套管中心位置和半径；采用顾及承轨台结构特征的点云降采样方法对承轨台点云进行压缩；采用附加预埋套管中心纵向偏差约束的最小二乘表面配准算法进行将左右承轨台三个关键面点云与轨道板中对应轨枕的三维模型对齐；根据CRTSⅢ型轨道板设计参数的定义，在承轨台点云上完成轨道板关键几何尺寸加工偏差的快速检测。本发明通用性和灵活性好，同时精度能够满足检测需求。
通用 crts 型无砟轨道关键几何尺寸加工偏差快速检测方法

[发明专利]一种轨道板自动化检测系统性能分析和运行精度评定方法-CN201910419991.X有效
发明人： 张献州;包建强;肖源淼;罗文彬;陈霄;罗超;李圆;秦飞;叶昌尧 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2019-05-20 - 公布日： 2020-06-23 - 主分类号： G01M99/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种轨道板自动化检测系统性能分析和运行精度评定方法，主要包括对系统检测效率和检测稳定性分析、平面翘曲检测精度分析、垂向和横向检测精度分析以及系统测量精度评定。本发明以一种高速铁路CRTSⅢ型轨道板外形尺寸偏差自动化检测系统为基础，对该检测系统进行性能分析及精度评定，创造性地对轨道板自动化检测系统的测量精度进行专门定量评价分析。本发明涵盖了轨道板检测的多个方面，能够全面综合地分析轨道板自动化检测系统的性能，并对系统的运行精度进行了评定，具有高效率、高精度、自动化程度高、人员投入少、安全程度高等优点。
一种轨道自动化检测系统性能分析运行精度评定方法

[实用新型]一种用于普铁轨道控制网测量的圆钢柱抱箍组件-CN201822090169.7有效
发明人：罗文彬;张献州 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2018-12-13 - 公布日： 2019-12-20 - 主分类号： E01B35/00 文献下载
摘要：本实用新型公开一种用于普铁轨道控制网测量的圆钢柱抱箍组件，包括圆钢柱抱箍环和棱镜连接适配器；圆钢柱抱箍环包括两个半圆抱箍件，每个半圆抱箍件两端均设有耳板，两个半圆抱箍件的耳板两两相对，并通过螺栓固定连接；其中一个半圆抱箍件外侧固定有连接块，连接块上设置有螺纹孔；所述棱镜连接适配器为柱状，一端装入所述螺纹孔内，另一端用于套装棱镜。本实用新型适用于普速铁路运营期间测量时间短、不固定的使用环境；且采用双螺纹设计，操作简单，安装快捷，稳定性好，造价低廉。
半圆抱箍圆钢柱棱镜本实用新型连接适配器抱箍环螺纹孔耳板测量轨道控制网抱箍组件两两相对螺栓固定使用环境铁路运营固定的双螺纹普铁柱状装入

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