[发明专利]一种建立满足规定要求的CRTSⅢ型轨道板检测特征的方法

说明书

本发明公开了一种建立满足规定要求的CRTSⅢ型轨道板检测特征的方法，包括：S1浇筑水泥检测台座，并放置待检测的CRTSⅢ型轨道板；浇筑水泥墩台，并安装库卡机器人；S2利用库卡机器人与三维成像仪组成数据获取子系统，获取CRTSⅢ型轨道板成品板各承轨台表面及轨道板平置于地面时的左右两个侧面的中间区域，及部分底面的高质量点云数据；S3基于Polyworks2017软件平台，使用C#语言进行二次开发，构建数据处理子系统，导入设计模型与S1所述获取的点云数据，在软件中进行轨道板外观特征自动检测处理，叠置分析三维设计模型与实测点云数据，自动提取CRTSⅢ型轨道板的外观检测项目。

技术领域

本发明属于一种CRTSⅢ型轨道板加工偏差自动化检测方法和系统，具体来说，涉及一种建立满足规定要求的CRTSⅢ型轨道板检测特征的方法。

背景技术

CRTSⅢ型无砟轨道板我是国自主研发、具有完全自主知识产权的一项重大科技成果，其具有耐久性好、稳定性高、经济优势明显等特点。CRTSⅢ型板式无砟轨道总体结构为带挡肩的新型单元板式无砟轨道结构，主要由钢轨、扣件、预制轨道板、配筋的自密实混凝土(自流平混凝土调整层)、限位挡台、中间隔离层(土工布)和钢筋混凝土底座等部分组成。CRTSⅢ型无砟轨道板的结构大同小异，一般如图2所示，目前已经在全国高铁项目上推广应用。

与CRTSI型、CRTSII型轨道板相比，CRTSⅢ型轨道板模板精度要求和加工难度迥异，然而目前国内外还没有适用于CRTSⅢ型板式无砟轨道板制造、施工、精调配置、质量评估的成熟配套体系。CRTSⅢ型无砟轨道板的加工尺寸要求十分严格，其外形加工尺寸偏差要求在限差内(部分要求0.5mm)。对Ⅲ型无砟轨道板的检测分为10大类，共测19项数据，主要包括：底座板外观三维尺寸、承轨台内测尺寸和底部坡度以及预埋套管的中心距离、横向偏差和垂向偏差等。

目前，高速铁路CRTSⅢ型无砟轨道板外形尺寸的检测主要有以下两种方式：

第一种是基于马达驱动型全站仪+特殊工装的方式:在Ⅱ型无砟轨道板尺寸检测的基础上，对工装类型进行改进、对全站仪数据获取和分析软件进行升级，实现Ⅲ型无砟轨道板外观尺寸检测。国内市场上有广州南方测绘仪器有限公司、成都普罗米新科技股份有限公司、中铁十二局集团有限公司等单位研制的轨道板检测系统。此类检测方法在目前工程上应用最多，可实现轨道板外形尺寸的直接检测。按照规范要求，要对一块轨道板的外形尺寸进行完整检测，整套工序的检测时间约为40分钟。要实现每一块轨道板的检测，效率上很难满足轨道板厂的实际生产需求。

第二种是基于近景摄影测量+机械驱动方式：解放军信息工程大学的卢书在其硕士学位论文《高速铁路轨道板快速精密检测技术研究》中和中国矿业大学的范生宏在其博士学位论文《基于数字摄影测量的轨道板快速检测关键技术研究》中论述了此方法。基于近景摄影测量系统的自动化检测系统，通过步进电机驱动摄像机，让摄像机在轨道板上方沿着设定的路线进行移动摄像。此类方法可以实现轨道板外观尺寸的快速获取，再通过分析软件的处理，实现轨道板外观尺寸结果的自动生成。此类方法虽然在效率上得到很大的提高，但需要对检测现场进行改造，带动摄像机运动的机械装置较为复杂，不能实现灵活的数据获取方式。另外，此方法需要在轨道板表面投射可见光源的激光光束，再通过计算机处理程序自动获取激光光束对应的轨道板坐标。由于承轨台内侧表面的激光光束数量有限，所获取的每个平面点数量只有大约6个，因此，这种方式不能完整重建每个平面的精细模型。