[发明专利]一种铁路轨道轨向检测的摄影测量方法

说明书

本发明公开了一种铁路轨道轨向检测的摄影测量方法。轨检小车向前移动过程中，轨面相机每隔一定距离采集存在固定几何失真的单轨图像，对图像进行几何矫正、匹配、拼接，从而得到一幅二维长轨图像，对长轨图像进行边缘检测，可初步获取长轨的内边缘。线结构光源从垂直钢轨纵轴方向发射出激光平面，激光平面在钢轨表面形成一条能够反映钢轨轮廓特征的光条曲线，轨侧相机每隔一段距离拍摄该光条曲线。对轨侧相机获取的图像进行光条细化、钢轨轮廓还原以及钢轨轮廓匹配，计算出钢轨轮廓的肥边值，根据计算出来的肥边值对相应位置的长轨内边缘进行补偿，从而得到轨面往下16mm处的长轨内边缘。根据该长轨内边缘，建立二维坐标，从而得到边缘上每一个点的坐标，即可计算出铁路轨道各处任意弦长的轨向。

技术领域

本发明涉及一种铁路轨道轨向检测的摄影测量方法。

背景技术

随着我国铁路交通事业的快速发展,普通铁路提速和高速铁路建设已经成为提高铁路运送能力的重要手段。其中，高速铁路以其快捷舒服、运载量大、低碳环保的优点成为了我国交通运输的重要组成部分。列车运行速度的提高,对轨道平顺性提出了更为严格的要求。高速列车在长期运行过程中,由于轮轨反复作用以及沉降等众多因素影响,铁路轨道易发生几何变形，如果轨道平顺性不达标，将危害轨道和机车车辆部件,降低轨道及机车车辆的使用年限，甚至危及行车安全。因此，对轨道的平顺性进行精确、快速的检测具有重要意义。轨向是轨道几何参数中一个重要的技术指标，反映轨道直线平直性和曲线圆顺性，对行车的安全和平稳具有重要意义。

目前，轨检仪是测量轨道静态几何状态参数的主要设备，具有精度高、自动化程度高等优点，为我国高速铁路建设期间的轨道铺设、长轨精调、轨道验收以及运营期间的轨道检测等提供了重要的技术支撑。但是，它在检测点的分布密度、测量效率等方面都有待进一步改善。

发明内容

为了解决轨检仪在检测点的分布密度、测量效率上的不足，本发明提供一种效率高、精度高,并可获取任意弦长轨向的铁路轨道轨向检测的摄影测量方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，

一种铁路轨道轨向检测的摄影测量方法，包括以下步骤：

步骤1：设置沿铁路轨道同时运动的轨面相机、轨侧相机和线结构光源，所述的轨面相机从轨道上方拍摄轨道上表面，所述的线结构光源朝向轨道照射并形成用于反应钢轨轮廓特征的光条曲线，所述的轨侧相机朝向光条曲线拍摄；

步骤2：在运动过程中，轨面相机和轨侧相机分别每隔一定距离采集图像；

步骤3：对轨面相机所拍摄的图像进行几何矫正，然后对相邻的每两幅图像进行匹配、拼接，得到一幅完整的二维长轨图像，再对长轨图像进行边缘检测，以初步获取长轨的内边缘；

步骤4：对轨侧相机获取的图像进行光条细化、钢轨轮廓还原以及钢轨轮廓匹配，并计算出钢轨轮廓轨面下16mm处的肥边值；

步骤5：根据步骤4得到的肥边值，来对步骤3中得到的长轨内边缘进行移动相应的距离，以得到最终的长轨内边缘，对最终的长轨内边缘建立二维坐标，从而得到边缘上每一个点的坐标，以计算铁路轨道各处任意弦长的轨向。

所述的方法，所述的步骤1中，轨面相机与轨道保持预定的高度与角度进行拍摄。

所述的方法，所述的步骤1中，所述的线结构光源为激光平面发射装置，且垂直于轨道内侧进行照射。

所述的方法，所述的步骤2中，轨面相机每次间隔一定距离后进行图像采集，且相邻两次采集的前后两幅图像的重叠部分为40％-60％，轨侧相机每次间隔1米采集图像。

所述的方法，所述的步骤3中，几何矫正的步骤包括：

步骤一，对图像进行直方图均值化的预处理，使得图像得以增强；