[发明专利]钢轨轮廓检测方法及检测系统

权利要求书

1.一种钢轨轮廓检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

选择当前需要检测钢轨轮廓的种类；所述钢轨轮廓的种类包括钢轨横断面轮廓和/或钢轨纵断面轮廓；

根据当前需要检测钢轨轮廓的种类，使用三维扫描仪针对钢轨的不同位置进行扫描；

所述三维扫描仪获取当前扫描所述钢轨的位置的三维点云数字模型；

通过K-MEANS聚类算法获取所述三维点云数字模型中钢轨部分的扫描数据；

根据已获取的所述钢轨部分的扫描数据，进行计算，获得当前需要检测钢轨轮廓数据及测量分析报告。

2.如权利要求1所述的钢轨轮廓检测方法，其特征在于，所述测量分析报告为钢轨横断面轮廓测量分析报告和/或钢轨纵断面轮廓测量分析报告。

3.如权利要求2所述的钢轨轮廓检测方法，其特征在于，当选择检测钢轨横断面轮廓时，根据已获取的所述钢轨部分的扫描数据，获得所述钢轨横断面轮廓数据及测量分析报告的方法包括如下步骤：

根据所述钢轨部分的扫描数据，使用RANSAC平面拟合算法计算所述钢轨的轨底平面及轨腰平面；

根据所述轨底平面及所述轨腰平面计算出切割平面；所述切割平面垂直于所述轨底平面及所述轨腰平面；

使用所述切割平面切割所述钢轨的三维点云数据模型以获得所述钢轨的横断面轮廓图；

根据所述钢轨的横断面轮廓图与标准钢轨的横断面轮廓图对比，计算所述钢轨的横断面轮廓的评价参数，以生成所述钢轨的横断面轮廓测量分析报告。

4.如权利要求3所述的钢轨轮廓检测方法，其特征在于，所述横断面轮廓的评价参数包括所述横断面的磨耗量、磨耗面积及径向磨耗。

5.如权利要求2所述的钢轨轮廓检测方法，其特征在于，当选择检测钢轨纵断面轮廓时，根据已获取的所述钢轨部分的扫描数据，获得所述钢轨纵断面轮廓数据及测量分析报告的方法包括如下步骤：

根据所述钢轨部分的扫描数据，使用RANSAC平面拟合算法计算所述钢轨的轨头平面；

根据所述轨头平面获得纵向中线曲线；

对所述纵向中线曲线依次进行波长范围为10-30mm、30-100mm、100-300mm、300-1000mm的滤波；

根据每个波长范围滤波后的曲线，计算每个波长范围的纵向不平顺数据及所述纵向中线曲线的1/3倍频数据，以生成所述钢轨的纵断面轮廓的测量分析报告。

6.如权利要求1所述的钢轨轮廓检测方法，其特征在于，所述根据当前需要检测钢轨轮廓的种类，使用三维扫描仪针对钢轨的不同位置进行扫描是指：

当选择检测钢轨横断面轮廓时，使用三维扫描仪扫描所述钢轨的轨头、轨腰及轨底；

当选择检测钢轨纵断面轮廓时，使用三维扫描仪扫描所述钢轨的轨头；

当选择检测钢轨横断面轮廓及钢轨纵断面轮廓时，使用三维扫描仪扫描所述钢轨的轨腰、轨底及轨头。

7.如权利要求1所述的钢轨轮廓检测方法，其特征在于，所述三维点云数字模型由非钢轨部分的扫描数据及所述钢轨部分的扫描数据共同创建。

8.如权利要求7所述的钢轨轮廓检测方法，其特征在于，所述非钢轨部分的扫描数据为扣件的扫描数据、道砟的扫描数据或者地面的扫描数据。

9.如权利要求1-8中任一项所述的钢轨轮廓检测方法，其特征在于，所述三维扫描仪为手持式三维扫描仪。

10.一种钢轨轮廓检测系统，其特征在于，包括：

选择模块，用于选择当前需要检测钢轨轮廓的种类；

三维扫描仪，用于对所述选择模块已选的钢轨轮廓的种类进行扫描，并创建三维点云数字模型；

筛选模块，用于通过K-MEANS聚类算法获取所述三维点云数字模型中钢轨部分的扫描数据；

测量分析报告获取模块，用于根据所述筛选模块所获取的所述钢轨部分的扫描数据，获得当前需要检测钢轨轮廓数据及测量分析报告。