專利名稱：一種軌道參數(shù)測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軌道參數(shù)測量方法，尤其是涉及一種應(yīng)用于軌道交通領(lǐng)域鐵路軌道曲線參數(shù)測量的便攜式軌道參數(shù)測量方法。
背景技術(shù)：
在通常狀態(tài)下，鐵路軌道的靜態(tài)曲線形狀與其設(shè)計值一般總是存在一定誤差的，誤差的存在使得鐵軌的實際值是一條圍繞其設(shè)計值波動的曲線。因此，為了提高軌道曲線參數(shù)的測量精度，抑制軌道參數(shù)測量中的長波誤差，必須建立一個軌道測量控制網(wǎng)，以該測量控制網(wǎng)為基準(zhǔn)，利用相應(yīng)的測量儀器對軌道參數(shù)進行測量。目前，在現(xiàn)有技術(shù)中已有數(shù)種基于測量控制網(wǎng)的軌道參數(shù)測量系統(tǒng)。其中，一種典型裝置是以激光測量裝置及一個跟蹤靶標(biāo)為基礎(chǔ)，該方案包括一個可沿鐵軌行駛的小車，一個架設(shè)于固定點的小車，安裝于車上的一個激光發(fā)射裝置，以及一個可跟蹤激光的移動靶標(biāo)組成。當(dāng)小車沿鐵軌走行時，靶標(biāo)移動測出相對固定點的偏移，計算出鐵軌參數(shù)。另一種典型的裝置是由一臺全站儀與一個帶棱鏡的小車組成，全站儀架設(shè)于測量控制網(wǎng)中，通過測量小車上棱鏡的空間坐標(biāo)位置，系統(tǒng)軟件可以計算出軌道的幾何曲線參數(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)方案中，激光裝置較適用于長直線段區(qū)間作業(yè)，激光束是固定的，移動的是激光靶標(biāo)，激光靶標(biāo)移動范圍有限，當(dāng)其與激光發(fā)射點間偏角過大時無法工作，在工作開始前，需要一個 靶標(biāo)與激光的對準(zhǔn)過程，該過程往往難以操作。而基于全站儀的測量裝置則不適用于連續(xù)動態(tài)跟蹤測量，因而其測量效率較低，難以達(dá)到鐵路現(xiàn)場線路維護施工理想要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種軌道參數(shù)測量方法，能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的動態(tài)跟蹤測量，同時方案便于實現(xiàn)圖像的監(jiān)測顯示，因此可以有效解決激光測量裝置難以對準(zhǔn)，操作不便的問題。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種軌道參數(shù)測量方法的技術(shù)實現(xiàn)方案，一種軌道參數(shù)測量方法，軌道參數(shù)測量系統(tǒng)包括:第一測量小車和第二測量小車。所述第一測量小車作為攝像測量車，包括:第一處理裝置、第一傳感器組件、攝像裝置和第一數(shù)傳電臺。所述第二測量小車作為靶車，包括:第二處理裝置、第二傳感器組件、發(fā)光靶標(biāo)、電子全站儀和第二數(shù)傳電臺。在測量過程開始之前，將所述第二測量小車置于工作鐵軌區(qū)段的一個固定點，將所述電子全站儀朝向固定點，測量出所述固定點對所述電子全站儀的相對坐標(biāo)，反演推算出所述第二測量小車所處位置的軌道相對于所述固定點的位置偏移。在完成對所述固定點的坐標(biāo)測量后，開始軌道參數(shù)測量過程，啟動所述第一測量小車上的攝像裝置，將所述攝像裝置瞄準(zhǔn)所述第二測量小車上的發(fā)光靶標(biāo)。所述第二測量小車沿鐵軌向所述第一測量小車以一定速度推行，在此過程中所述第一測量小車上的第一處理裝置通過所述攝像裝置不斷記錄所述第二測量小車上的發(fā)光靶標(biāo)的相對偏移值。同時，所述第一測量小車上的第一處理裝置通過所述第一傳感器組件記錄包括鐵軌軌距，以及所述第一測量小車上的傾角變化值、里程變化值在內(nèi)的參數(shù)，計算出鐵軌左右兩側(cè)鋼軌的相對空間曲線參數(shù)，并結(jié)合所述第二測量小車上的發(fā)光靶標(biāo)的相對偏移值計算出鐵軌在測量控制網(wǎng)中的絕對曲線坐標(biāo)參數(shù)。所述第一測量小車和第二測量小車分別通過所述第一數(shù)傳電臺和第二數(shù)傳電臺實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的相互交換。優(yōu)選的，在測量過程開始之前，還包括以下步驟:SlOO:將所述第一測量小車放置于欲施工作業(yè)的鐵軌區(qū)段起始的固定點處，在所述起始的固定點處執(zhí)行所述第一測量小車和第二測量小車的里程同步，所述第一測量小車向后推行至第二固定點后的設(shè)定距離處，將所述第一測量小車上的攝像裝置瞄準(zhǔn)所述第二測量小車上的發(fā)光靶標(biāo)；優(yōu)選的，所述軌道參數(shù)測量過程進一步包括以下步驟:S200:將所述第二測量小車對準(zhǔn)第一固定點，利用所述第二測量小車上的電子全站儀測量出該點處軌道相對于所述第一固定點的坐標(biāo)偏移；S300:所述第二測量小車沿鐵軌向所述第一測量小車開進至第二固定點處，在此過程中，所述第一測量小車的第一處理裝置通過所述攝像裝置測量所述第二測量小車上發(fā)光靶標(biāo)的位置偏移，并·通過所述第一數(shù)傳電臺將此值傳遞給所述第二測量小車，所述第二測量小車再結(jié)合所述第二傳感器組件記錄自身的傾角變化值、里程變化值，據(jù)此計算出左右兩軌的空間曲線參數(shù)值；S400:所述第二測量小車對準(zhǔn)所述第二固定點，利用所述電子全站儀測量出該點處軌道相對于所述第二固定點的坐標(biāo)偏移，將步驟S300中測得的左右兩軌的空間曲線參數(shù)值與所述電子全站儀測量的軌道相對于所述第二固定點的坐標(biāo)偏移值進行聯(lián)合解算，得出軌道在測量控制網(wǎng)中的絕對坐標(biāo)參數(shù)；S500:所述第一測量小車再次向后推行至第三固定點后的設(shè)定距離處，將所述第一測量小車上的攝像裝置瞄準(zhǔn)所述第二測量小車上的發(fā)光靶標(biāo)；S600:在后續(xù)的固定點上循環(huán)進行步驟S200至步驟S500的測量動作，直至整個線路測量區(qū)段的結(jié)束。優(yōu)選的，在所述步驟S200中，所述第一測量小車向后推行至第二固定點后20 30m 處。優(yōu)選的，在所述步驟S500中，所述第一測量小車再次向后推行至第三固定點后20 30m處。優(yōu)選的，所述固定點位于接觸網(wǎng)電桿上，所述固定點的大地坐標(biāo)為已知值。優(yōu)選的，所述第二測量小車的發(fā)光靶標(biāo)采用LED發(fā)光靶標(biāo)方式。優(yōu)選的，所述第一處理裝置和第二處理裝置均采用工業(yè)用車載計算機方式。優(yōu)選的，所述第一測量小車和第二測量小車均采用便攜式手推小車方式。優(yōu)選的，所述第一數(shù)傳電臺和第二數(shù)傳電臺均采用無線數(shù)傳電臺方式。優(yōu)選的，在所述步驟S400中，將左右兩軌的空間曲線參數(shù)值與所述電子全站儀測量的軌道相對于所述固定點的坐標(biāo)偏移值進行聯(lián)合解算的過程進一步包括以下步驟:假設(shè)固定點A處標(biāo)記點偏移為a，固定點B處標(biāo)記點偏移為b，兩標(biāo)記點之間里程差為m，測量前端位于D處，到標(biāo)記點的里程為X，由于兩個標(biāo)記點偏移，會產(chǎn)生一個對標(biāo)準(zhǔn)位置的線性偏移，計為Λ Pm,該值由電子全站儀測出，由幾何學(xué)關(guān)系可以得出:Δ Pm=b+x* (a_b) /m在一個作業(yè)循環(huán)中，所述發(fā)光靶標(biāo)與攝像裝置分別置于固定點A與B，由于A與B之間的標(biāo)準(zhǔn)線型已知，因此當(dāng)所述發(fā)光靶標(biāo)沿線路前進時，任一里程X處的理論偏移值PT均可以由里程值與標(biāo)準(zhǔn)線型計算得出。由于線路的變形，實測偏移值Pr與理論偏移值PT之間存在差值，該差值即為本發(fā)明相對測量法下的測量前端偏移，計為Λ Pr。將以上二者相加，其合計為Aro，Aro簡化的聯(lián)合解算公式為:Δ PD= Δ Pr+ Δ PmΔ PD即為左右兩軌的空間曲線參數(shù)值與所述電子全站儀測量的軌道相對于所述固定點的坐標(biāo)偏移值。通過實施上述本發(fā)明提供的一種軌道參數(shù)測量方法的技術(shù)方案，具有如下技術(shù)效果:(I)本發(fā)明軌道參數(shù)測量方法操作方便，效率高，通過采用數(shù)字圖像作為測量手段，整個過程直觀明了，無需繁瑣的人工對準(zhǔn)過程，在測量過程中出現(xiàn)失鎖與錯誤跟蹤等狀況也可以由車載電腦自動判斷出；(2)本發(fā)明軌道參數(shù)測量方法測量范圍廣，可以在整個成像范圍內(nèi)對目標(biāo)進行跟蹤和測量，因此本發(fā)明可以 適用于大曲率軌道參數(shù)的測量，突破了激光等方法難以適用于長直線路的局限。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明提供的軌道參數(shù)測量系統(tǒng)一種具體實施方式
第一測量小車的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明提供的軌道參數(shù)測量系統(tǒng)一種具體實施方式
第二測量小車的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明提供的軌道參數(shù)測量方法一種具體實施方式
作業(yè)流程中步驟SlOO的過程示意圖；圖4是本發(fā)明提供的軌道參數(shù)測量方法一種具體實施方式
作業(yè)流程中步驟S200的過程示意圖；圖5是本發(fā)明提供的軌道參數(shù)測量方法一種具體實施方式
作業(yè)流程中步驟S300的過程示意圖；圖6是本發(fā)明提供的軌道參數(shù)測量方法一種具體實施方式
作業(yè)流程中步驟S500的過程示意圖；圖7是本發(fā)明提供的軌道參數(shù)測量方法一種具體實施方式
的程序流程圖8是本發(fā)明提供的軌道參數(shù)測量方法另一種具體實施方式
的程序流程圖；圖9是本發(fā)明提供的軌道參數(shù)測量方法一種具體實施方式
的解算原理示意圖；圖中:100-第一測量小車，200-第二測量小車，101-第一處理裝置，102-第一傳感器組件，103-攝像裝置，106-第一無線數(shù)傳電臺，201-第二處理裝置，202-第二傳感器組件，204-發(fā)光靶標(biāo)，205-電子全站儀，206-第二無線數(shù)傳電臺。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。如附圖1至附圖9所示，給出了本發(fā)明一種軌道參數(shù)測量方法，以及其所應(yīng)用的軌道參數(shù)測量系統(tǒng)的具體實施例，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。如附圖1和附圖2所示，給出了本發(fā)明一種軌道參數(shù)測量方法所應(yīng)用的軌道參數(shù)測量系統(tǒng)的具體實施方式
，該軌道參數(shù)測量系統(tǒng)采用便攜式小車設(shè)計，系統(tǒng)可以進行鐵路線路參數(shù)的測量檢查，測量得到的結(jié)果可以與線路的理論設(shè)計參數(shù)進行比較，從而計算出軌道線路的待修正偏差值，據(jù)此進行施工作業(yè)，可以消除鐵路線路中的幾何誤差。一種軌道參數(shù)測量系統(tǒng)，具體包括:第一測量小車100和第二測量小車200。如附圖1所示，第一測量小車100作為攝像測量車，進一步包括:第一處理裝置101、第一傳感器組件102、攝像裝置103和第一數(shù)傳電臺106。第一傳感器組件102、攝像裝置103和第一數(shù)傳電臺106均分別與第一處理裝置101相連。第一處理裝置101用于處理攝像裝置103拍得的數(shù)字圖象，據(jù)此計算相應(yīng)的軌道參數(shù)值。傳感器·組件2測量包括鐵軌軌距，以及第一測量小車100水平傾角、走行里程在內(nèi)的參數(shù)。如附圖2所示，第二測量小車200作為靶車，進一步包括:第二處理裝置201、第二傳感器組件202、發(fā)光靶標(biāo)204、電子全站儀205和第二數(shù)傳電臺206。第二傳感器組件202、電子全站儀205和第二數(shù)傳電臺206與第二處理裝置201相連。發(fā)光靶標(biāo)204用于協(xié)作第一測量小車100的攝像裝置103的攝像測量。電子全站儀205用于測量第二測量小車200在測量控制網(wǎng)中的坐標(biāo)位置。第二處理裝置201控制電子全站儀205的測量過程，并讀取電子全站儀205的測量數(shù)據(jù)。第二傳感器組件202測量包括鐵軌軌距，以及第二測量小車200的水平傾角、走行里程在內(nèi)的參數(shù)。第一測量小車100和第二測量小車200分別通過第一數(shù)傳電臺106和第二數(shù)傳電臺206實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的相互交換。第二測量小車200的電子全站儀205在測量過程中朝向一個固定點，通過測量固定點對電子全站儀205的相對坐標(biāo)，反演推算出第二測量小車200所處位置的軌道相對于固定點的位置偏移。該固定點通常位于接觸網(wǎng)電桿上，其大地坐標(biāo)已知。第一測量小車100的攝像裝置103在測量過程中瞄準(zhǔn)第二測量小車200上的發(fā)光靶標(biāo)204。第二測量小車200沿鐵軌向第一測量小車100以一定速度推行，在此過程中，第一測量小車100的第一處理裝置101通過攝像裝置103不斷記錄第二測量小車200上的發(fā)光革El標(biāo)204的相對偏移值。第一測量小車100在測量過程中，第一處理裝置101通過第一傳感器組件102記錄包括鐵軌軌距，以及第一測量小車100上的傾角變化值、里程變化值在內(nèi)的參數(shù)，并計算出鐵軌左右兩側(cè)鋼軌的相對空間曲線參數(shù)。第一測量小車100的第一處理裝置101根據(jù)鐵軌左右兩側(cè)鋼軌的相對空間曲線參數(shù)，并結(jié)合第二測量小車200上的發(fā)光靶標(biāo)204的相對偏移值計算出鐵軌在測量控制網(wǎng)中的絕對曲線坐標(biāo)參數(shù)。作為本發(fā)明一種典型的實施方式，第二測量小車200的發(fā)光靶標(biāo)204進一步采用LED發(fā)光靶標(biāo)。第一處理裝置101和第二處理裝置201均采用工業(yè)用車載計算機。第一測量小車100和第二測量小車200均采用便攜式手推小車。第一數(shù)傳電臺106和第二數(shù)傳電臺206均采用無線數(shù)傳電臺。如附圖7所示，本發(fā)明給出了一種軌道參數(shù)測量方法的具體實施方式
，包括:第一測量小車100和第二測量小車200。第一測量小車100作為攝像測量車，包括:第一處理裝置101、第一傳感器組件102、攝像裝置103和第一數(shù)傳電臺106。第二測量小車200作為靶車，包括:第二處理裝置201、第二傳感器組件202、發(fā)光靶標(biāo)204、電子全站儀205和第二數(shù)傳電臺206。在測量過程開始之前，將第二測量小車200置于工作鐵軌區(qū)段的一個固定點，將電子全站儀205朝向固定點，測量出固定點對電子全站儀205的相對坐標(biāo)，反演推算出第二測量小車200所處位置的軌道相對于固定點的位置偏移。在完成對固定點的坐標(biāo)測量后，開始軌道參數(shù)測量過程，啟動第一測量小車100上的攝像裝置103，將攝像裝置103瞄準(zhǔn)第二測量小車200上的發(fā)光靶標(biāo)204。第二測量小車200沿鐵軌向第一測量小車100以一定速度推行，在此過程中，第一測量小車100上的第一處理裝置101通過攝像裝置103不斷記錄第二測量小車200上的發(fā)光靶標(biāo)204的相對偏移值。同時，第一測量小車100上的第一處理裝置101通過第一傳感器組件102記錄包括鐵軌軌距，以及第一測量小車100上的傾角變化值、里程變化值在內(nèi)的參數(shù)，計算出鐵軌左右兩側(cè)鋼軌的相對空間曲線參數(shù)，并結(jié)合第二測量小車200上的發(fā)光靶標(biāo)204的相對偏移值計算出鐵軌在測量控制網(wǎng)中的絕對曲線坐標(biāo)參數(shù)。第一測量小車100和第二測量小車200分別通過第一數(shù)傳電臺106和第二數(shù)傳電臺206實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的相互交換。如附圖3、4、5、6、8所示，給出了本發(fā)明基于上述軌道參數(shù)測量系統(tǒng)的一種軌道參數(shù)測量方法的具體實施流程，其中，附圖3至附圖6中的A點為第一固定點、B點為第二固定點、C點為第三固定點，第一固定點、第二固定點、第三固定點，以及所有后續(xù)的固定點均為設(shè)置在鐵軌旁的接觸網(wǎng)電桿上的標(biāo)記參照點。SlOO:如附圖3所示，在測量過程開始之前，將第一測量小車100放置于欲施工作業(yè)的鐵軌區(qū)段起始的固定點處，在起始的固定點處執(zhí)行第一測量小車100和第二測量小車200的里程同步，固定點位于接觸網(wǎng)電桿上，固定點的大地坐標(biāo)為已知值，第一測量小車100和第二測量小車200依次在起始的固定點處執(zhí)行包括里程同步等在內(nèi)的一系列初始化操作；第一測量小車100向后推行至第二固定點后的設(shè)定距離處，將第一測量小車100上的攝像裝置103瞄準(zhǔn)第二測量小車200上的發(fā)光靶標(biāo)204 ；S200:如 附圖4所示，開始軌道參數(shù)測量過程，將第二測量小車200對準(zhǔn)第一固定點，利用第二測量小車200上的電子全站儀205測量出該點處軌道相對于第一固定點的坐標(biāo)偏移；
S300:如附圖5所示，第二測量小車200沿鐵軌向第一測量小車100開進至第二固定點處，在此過程中，第一測量小車100的第一處理裝置101通過攝像裝置103測量第二測量小車200上發(fā)光靶標(biāo)204的位置偏移，并通過第一數(shù)傳電臺106將此值傳遞給第二測量小車200，第二測量小車200再結(jié)合第二傳感器組件202記錄自身的傾角變化值、里程變化值，據(jù)此計算出左右兩軌的空間曲線參數(shù)值；S400:第二測量小車200對準(zhǔn)第二固定點，利用電子全站儀205測量出該點處軌道相對于第二固定點的坐標(biāo)偏移，將步驟S300中測得的左右兩軌的空間曲線參數(shù)值與電子全站儀205測量的軌道相對于第二固定點的坐標(biāo)偏移值進行聯(lián)合解算，得出軌道在測量控制網(wǎng)中的絕對坐標(biāo)參數(shù)；S500:如附圖6所示，第一測量小車100再次向后推行至第三固定點后的設(shè)定距離處，將第一測量小車100上的攝像裝置103瞄準(zhǔn)第二測量小車200上的發(fā)光靶標(biāo)204 ；S600:在后續(xù)的固定點上循環(huán)進行步驟S200至步驟S500的測量動作，直至整個線路測量區(qū)段的結(jié)束。如:繼續(xù)執(zhí)行包括第四固定點、第五固定點和第六固定點處等在內(nèi)的后續(xù)固定點的測量動作，只需在步驟S200至步驟S500中將相應(yīng)的固定點帶入、替換第一固定點、第二固定點和第三固定點即可，依此類推。作為本發(fā)明一種典型的實施方式，在步驟S200中，第一測量小車100進一步向后推行至第二固定點后20 30m處。在步驟S500中，第一測量小車100進一步再次向后推行至第三固定點后20 30m處。作為本發(fā)明一種典型的實施方式，第二測量小車200的發(fā)光靶標(biāo)204進一步采用LED發(fā)光靶標(biāo)方式。第一處理裝置101和第二處理裝置201均采用工業(yè)用車載計算機方式。第一測量小車100和第二測量小車200均采用便攜式手推小車方式。第一數(shù)傳電臺106和第二數(shù)傳電臺206均采用無線數(shù)傳電臺方式。如附圖9所示，在步驟S 400中，將左右兩軌的空間曲線參數(shù)值與電子全站儀205測量的軌道相對于固定點的坐標(biāo)偏移值進行聯(lián)合解算的過程包括以下步驟:假設(shè)固定點A處標(biāo)記點偏移為a，固定點B處標(biāo)記點偏移為b，兩標(biāo)記點之間里程差為m，測量前端位于D處，到標(biāo)記點的里程為X。如附圖9中所示的黑色虛線表示基準(zhǔn)軌標(biāo)準(zhǔn)位置，實線表示基準(zhǔn)軌發(fā)生了位移的實際位置，位于里程X處作業(yè)點的測量前端，由于兩個標(biāo)記點偏移，會產(chǎn)生一個對標(biāo)準(zhǔn)位置的線性偏移，計為Λ Pm,該值由電子全站儀205測出。由幾何學(xué)關(guān)系可以得出:Δ Pm=b+x* (a~b) /m在一個作業(yè)循環(huán)中，發(fā)光靶標(biāo)204與攝像裝置103分別置于固定點A與B，由于A與B之間的標(biāo)準(zhǔn)線型已知，因此當(dāng)發(fā)光靶標(biāo)204沿線路前進時，任一里程X處的理論偏移值PT均可以由里程值與標(biāo)準(zhǔn)線型計算得出。由于線路的變形，實測偏移值Pr與理論偏移值PT之間存在差值，該差值即為本發(fā)明相對測量法下的測量前端偏移，計為Λ Pr。將以上二者相加，其合計為Aro，Aro簡化的聯(lián)合解算公式可為:Λ PD= Λ Pr+Λ Pm。本發(fā)明以數(shù)字圖像處理技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的動態(tài)跟蹤測量，還便于實現(xiàn)圖像的監(jiān)測顯示，因此可以有效解決激光測量裝置難以對準(zhǔn)，操作不便的問題。同時，一套基于圖像測量的軌道參數(shù)測量小車，該車?yán)脠D像測量技術(shù)，即可以進行軌道參數(shù)的測量，又解決了類似裝置所存在的不便于照準(zhǔn)、曲線測量半徑過大、不能連續(xù)跟蹤測量等技術(shù)缺陷。本發(fā)明具體實施方式
描述的軌道參數(shù)測量方法具有以下技術(shù)效果:(1)本發(fā)明軌道參數(shù)測量方法操作方便，效率高，通過采用數(shù)字圖像作為測量手段，整個過程直觀明了，無需繁瑣的人工對準(zhǔn)過程，在測量過程中出現(xiàn)失鎖與錯誤跟蹤等狀況也可以由車載電腦自動判斷出；(2)本發(fā)明軌道參數(shù)測量方法測量范圍廣，可以在整個成像范圍內(nèi)對目標(biāo)進行跟蹤和測量，因此本發(fā)明可以適用于大曲率軌道參數(shù)的測量，突破了激光等方法難以適用于長直線路的局限。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神實質(zhì)和技術(shù)方案的情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種軌道參數(shù)測量方法，其特征在于，包括第一測量小車(100)和第二測量小車(200)，所述第一測量小車(100)作為攝像測量車，包括第一處理裝置(101 )、第一傳感器組件(102)、攝像裝置(103)和第一數(shù)傳電臺(106);所述第二測量小車(200)作為靶車，包括第二處理裝置(201)、第二傳感器組件(202)、發(fā)光靶標(biāo)(204)、電子全站儀(205)和第二數(shù)傳電臺(206);在測量過程開始之前，將所述第二測量小車(200)置于工作鐵軌區(qū)段的一個固定點，將所述電子全站儀(205)朝向固定點，測量出所述固定點對所述電子全站儀(205)的相對坐標(biāo)，反演推算出所述第二測量小車(200)所處位置的軌道相對于所述固定點的位置偏移；在完成對所述固定點的坐標(biāo)測量后，開始軌道參數(shù)測量過程，啟動所述第一測量小車(100)上的攝像裝置(103)，將所述攝像裝置(103)瞄準(zhǔn)所述第二測量小車(200)上的發(fā)光靶標(biāo)(204)，所述第二測量小車(200)沿鐵軌向所述第一測量小車(100)以一定速度推行，在此過程中所述第一測量小車(100)上的第一處理裝置(101)通過所述攝像裝置(103)不斷記錄所述第二測量小車(200)上的發(fā)光靶標(biāo)(204)的相對偏移值，同時所述第一測量小車(100)上的第一處理裝置(101)通過所述第一傳感器組件(102)記錄包括鐵軌軌距，以及所述第一測量小車(100)上的傾角變化值、里程變化值在內(nèi)的參數(shù)，計算出鐵軌左右兩側(cè)鋼軌的相對空間曲線參數(shù)，并結(jié)合所述第二測量小車(200)上的發(fā)光靶標(biāo)(204)的相對偏移值計算出鐵軌在測量控制網(wǎng)中的絕對曲線坐標(biāo)參數(shù)，所述第一測量小車(100)和第二測量小車(200)分別通過所述第一數(shù)傳電臺(106)和第二數(shù)傳電臺(206)實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的相互交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種軌道參數(shù)測量方法，其特征在于，在測量過程開始之前，還包括以下步驟 SlOO :將所述第一測量小車(100)放置于欲施工作業(yè)的鐵軌區(qū)段起始的固定點處，在所述起始的固定點處執(zhí)行所述第一測量小車(100)和第二測量小車(200)的里程同步，所述第一測量小車(100)向后推行至第二固定點后的設(shè)定距離處，將所述第一測量小車(100)上的攝像裝置(103)瞄準(zhǔn)所述第二測量小車(200)上的發(fā)光靶標(biāo)(204)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種軌道參數(shù)測量方法，其特征在于，所述軌道參數(shù)測量過程進一步包括以下步驟 S200 :將所述第二測量小車(200)對準(zhǔn)第一固定點，利用所述第二測量小車(200)上的電子全站儀(205)測量出該點處軌道相對于所述第一固定點的坐標(biāo)偏移； S300 :所述第二測量小車(200)沿鐵軌向所述第一測量小車(100)開進至第二固定點處，在此過程中，所述第一測量小車(100)的第一處理裝置(101)通過所述攝像裝置(103)測量所述第二測量小車(200)上發(fā)光靶標(biāo)(204)的位置偏移，并通過所述第一數(shù)傳電臺(106)將此值傳遞給所述第二測量小車(200)，所述第二測量小車(200)再結(jié)合所述第二傳感器組件(202)記錄自身的傾角變化值、里程變化值，據(jù)此計算出左右兩軌的空間曲線參數(shù)值； S400:所述第二測量小車(200)對準(zhǔn)所述第二固定點，利用所述電子全站儀(205)測量出該點處軌道相對于所述第二固定點的坐標(biāo)偏移，將步驟S300中測得的左右兩軌的空間曲線參數(shù)值與所述電子全站儀(205)測量的軌道相對于所述第二固定點的坐標(biāo)偏移值進行聯(lián)合解算，得出軌道在測量控制網(wǎng)中的絕對坐標(biāo)參數(shù)； S500:所述第一測量小車(100)再次向后推行至第三固定點后的設(shè)定距離處，將所述第一測量小車(100)上的攝像裝置(103)瞄準(zhǔn)所述第二測量小車(200)上的發(fā)光靶標(biāo)(204)； S600 :在后續(xù)的固定點上循環(huán)進行步驟S200至步驟S400的測量動作，直至整個線路測量區(qū)段的結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種軌道參數(shù)測量方法，其特征在于在所述步驟S200中，所述第一測量小車(100)向后推行至第二固定點后20 30m處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種軌道參數(shù)測量方法，其特征在于在所述步驟S500中，所述第一測量小車(100)再次向后推行至第三固定點后20 30m處。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一權(quán)利要求所述的一種軌道參數(shù)測量方法，其特征在于所述固定點位于接觸網(wǎng)電桿上，所述固定點的大地坐標(biāo)為已知值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種軌道參數(shù)測量方法，其特征在于所述第二測量小車(200)的發(fā)光祀標(biāo)(204)米用LED發(fā)光祀標(biāo)方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至5、7中任一權(quán)利要求所述的一種軌道參數(shù)測量方法，其特征在于所述第一處理裝置(101)和第二處理裝置(201)均采用工業(yè)用車載計算機方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種軌道參數(shù)測量方法，其特征在于所述第一測量小車(100)和第二測量小車(200)均采用便攜式手推小車方式。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至5、7、9中任一權(quán)利要求所述的一種軌道參數(shù)測量方法，其特征在于所述第一數(shù)傳電臺(106)和第二數(shù)傳電臺(206)均采用無線數(shù)傳電臺方式。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種軌道參數(shù)測量方法，其特征在于在所述步驟S400中，按照以下步驟將左右兩軌的空間曲線參數(shù)值與所述電子全站儀(205)測量的軌道相對于所述固定點的坐標(biāo)偏移值進行聯(lián)合解算 設(shè)固定點A處標(biāo)記點偏移為a，固定點B處標(biāo)記點偏移為b，由所述電子全站儀(205)測量出由于兩個標(biāo)記點偏移產(chǎn)生的一個對標(biāo)準(zhǔn)位置的線性偏移Λ Pm, Δ Pm=b+x* (a-b) /m ;其中，兩標(biāo)記點之間里程差為m，測量前端位于D處，測量前端到標(biāo)記點的里程為X ； 在一個作業(yè)循環(huán)中，所述發(fā)光靶標(biāo)(204)與攝像裝置(103)分別置于固定點A與B，當(dāng)所述發(fā)光靶標(biāo)(204)沿線路前進時，計算任一里程X處實測偏移值Pr與理論偏移值PT之間存在的差值，該差值即為所述測量前端的偏移，計為Λ Pr,左右兩軌的空間曲線參數(shù)值與所述電子全站儀(205)測量的軌道相對于所述固定點的坐標(biāo)偏移值Λ H)為Λ PD= Λ Pr+ Δ Pm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軌道參數(shù)測量方法，將第二測量小車置于工作鐵軌區(qū)段的固定點，將電子全站儀朝向固定點，測量出固定點對電子全站儀的相對坐標(biāo)，推算第二測量小車所處位置的軌道相對于固定點的位置偏移。在完成固定點的坐標(biāo)測量后，啟動并將第一測量小車的攝像裝置瞄準(zhǔn)第二測量小車的發(fā)光靶標(biāo)。第二測量小車沿鐵軌向第一測量小車推行，在此過程中第一測量小車的第一處理裝置通過攝像裝置不斷記錄發(fā)光靶標(biāo)的相對偏移值。同時第一處理裝置通過第一傳感器組件記錄包括鐵軌軌距，以及第一測量小車傾角變化值、里程變化值在內(nèi)的參數(shù)，計算鐵軌左右兩側(cè)鋼軌的相對空間曲線參數(shù)，并結(jié)合發(fā)光靶標(biāo)的相對偏移值計算出鐵軌在測量控制網(wǎng)中的絕對曲線坐標(biāo)參數(shù)。
文檔編號B61K9/00GK103253286SQ20131021401
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月31日
發(fā)明者馬世宏, 伍啟天, 周利文, 王文昆, 李建峰 申請人:株洲時代電子技術(shù)有限公司, 株洲南車時代電氣股份有限公司