[发明专利]一种基于SDF的长大货物铁路运输智能辅助选线方法

说明书

本发明公开了一种基于SDF的长大货物铁路运输智能辅助选线方法，首先获取铁路沿线地段的真实环境点云；然后，构建装载长大货物的货车的AABB包围盒；再对AABB包围盒进行体素化处理，计算各个体素顶点到货车包络模型的有向距离场值；最后，将真实环境点云和AABB包围盒置于同一坐标系下，并判断各个环境点相对于AABB包围盒的位置，若在AABB包围盒内，则基于其所在体素各个顶点的有向距离场值，计算该环境点的有向距离场值；根据计算得到的有向距离场值的符号判断各个环境点与货车包络模型的限界关系，从而判断装载长大货物的货车能够通过该铁路沿线地段。本发明大幅度降低长大货物铁路运输选线成本，提高了检测精度。

技术领域

本发明涉及铁路运输领域，尤其涉及一种基于SDF的长大货物铁路运输智能辅助选线方法。

背景技术

随着我国国民经济的持续高速增长，铁路货运体制改革不断深化、完善，大量的国家建设物资和人民生活必需品，都涌入铁路运输线。尤其是超限货物，几年来运量猛增。在铁路运输中超限超重货物(长大货物)运输是一种特殊的运输方式，而其中更为特殊的是超限货物专列运输，其定义是：为了能够实现对一件或者多件超限货物(特种车)的安全运送而特别增开的铁路货车。为了判断铁路货车能否安全通过某一条线路，现有的检测方式主要是以下三种：

(1)使用测量仪进行人工测量。该方式测量速度慢，需要多人配合，并且存在一定的安全隐患；

(2)制作并安装检查架，活动支架的尺寸根据货物装后尺寸来定，用检查架随车运行模拟所要运输的货物运行情况。该方式只能对特定地点进行测量，且检查架制作和安装过程复杂。

(3)制作1:1木制货物模型，在选定路线试运输以确定是否可以通过。该方式建设成本高，且测试周期长。

现有检测方式耗费的人力物力成本高，选择新路线或旧路线许可运行数据发生变动时数据采样周期长，现行数据并不包括长大货物货车的动态包络轮廓与环境数据的相关干涉数据，运输路线需要制作和安装检查架并不断进行实车实验以找到可以安全运输长大货物的路线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于SDF的长大货物铁路运输智能辅助选线方法，大幅度降低长大货物铁路运输选线成本，提高了检测精度，增强了线路和货物数据可重用性，进而提高了选线的数字化和智能化。

本发明所提供的技术方案为：

一种基于SDF的长大货物铁路运输智能辅助选线方法，其中，所述SDF为有向距离场，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取包含障碍物的铁路沿线地段的真实环境点云；

步骤2、建立装载长大货物的货车的包络模型的AABB包围盒，及其有向距离场属性；

步骤2.1、基于装载长大货物的货车的原始模型，构建装载长大货物的货车的包络模型；然后确定包络模型上的最大横截面，纵向拉伸该最大横截面，得到与原货车包络模型等长的新的货车包络模型；

步骤2.2、对货车包络模型进行外扩，生成AABB包围盒，然后对AABB包围盒进行体素化处理；

步骤2.3、分别计算AABB包围盒中各个体素的顶点到货车包络模型的有向距离场值，有向距离场值为正代表该体素顶点在货车包络模型外部，为负数代表该体素顶点在货车包络模型内部，为0代表该体素顶点在货车包络模型上；由各个体素顶点到货车包络模型的有向距离场值，建立该AABB包围盒的有向距离场属性；

步骤3、基于铁路沿线地段的真实环境点云和AABB包围盒的有向距离场属性判断真实环境中的各个环境点与货车包络模型的限界关系；

步骤3.1、将真实环境点云和AABB包围盒置于同一坐标系下，且两者根据实际运输过程中铁轨与货车转向架的位置关系进行摆放；