[发明专利]基于高精度车载激光移动测量系统铁路工程限界检测方法

权利要求书

1.基于高精度车载激光移动测量系统铁路工程限界检测方法，其特征在于：

所述方法由以下步骤实现：

1)采集外业数据：RMMS高精度车载移动测量系统采集铁路沿线的点云数据以及导航数据；采集的数据包括架设基站采集GPS基站数据，并采用RMMS高精度车载移动测量系统采集三维激光点云数据、DMI数据、DMR数据以及GPS数据；

2)解算融合点云数据：先根据组合导航的原理进行航位推算，解算出POS轨迹数据，再将点云数据与POS轨迹数据进行融合，得到带有绝对坐标的点云数据；

3)工程导入加载显示：加载显示步骤2)中融合后的数据；

4)构建参考多段线：读取三维激光扫描系统的轨迹数据，并对其进行抽希平滑，生成三维多段线数据；参考多段线为后续自动或者半自动提取限界点重要参考信息；

5)分割参考多段线：按照外业采集提供的各种铁路类型包括路基段、桥梁段、隧道段、站内段的起始终止点坐标，作垂线垂直于参考多段线，并按照垂点切割多段线；

6)参考多段线里程编辑：按照移动车载系统运行方向，判断其里程方向为大里程或者小里程，并根据外业记录设置多段线的起始或者终止里程，自动计算多段线的起始里程、终止里程以及多段线的二维长度；

7)路基段限界测量：采用半自动的方式提取，捕捉三维激光点云中接触网杆的底部中心点，计算出与参考线垂点、前进方向的方向向量以及里程信息，并根据计算出的参数自动提取出左右轨面左右中心点，以提取的轨面左右中心点构建轨面坐标系，随后自动提取接触网点，最后将捕捉的底部中心点投影到轨面坐标系中，路基段限界点水平距离为接触网杆底部中心到钢轨中心的水平距离，垂向距离为接触网杆对应的接触网最低点到钢轨中心的垂直距离，最后对路基限界点赋值相应的属性信息，依次提取整个路基段左右两侧的所有工程限界数据；

8)桥梁段限界测量：采用全自动的方式提取，根据步长、选择的参考线以及点云轨迹线数据分割计算每个断面的中心点、前进方向的方向向量、翻滚角以及里程信息，并根据计算出的参数自动提取出左右轨面左右中心点，以提取的轨面左右中心点构建轨面坐标系，随后分割出该断面当前钢轨的点云数据，将点云数据投影到轨面坐标系中，根据算法自动提取当前断面处接触网点和挡砟墙点坐标，桥梁段限界点水平距离为提取的接触网点到钢轨中心的水平距离，垂向距离为提取的接触网点到钢轨中心的垂直距离，最后对桥梁限界点赋值相应的属性信息，依次自动提取整个桥梁段左右两侧的所有工程限界数据；

9)隧道段限界测量：采用全自动的方式提取，根据步长、选择的参考线以及点云轨迹线数据分割计算每个断面的中心点、前进方向的方向向量、翻滚角以及里程信息，并根据计算出的参数自动提取出左右轨面左右中心点，以提取的轨面左右中心点构建轨面坐标系，随后分割出该断面当前钢轨的点云数据，将点云数据投影到轨面坐标系中，根据算法自动提取此处位置的接触网点和电缆槽内侧点坐标，隧道段限界点水平距离为提取的电缆槽内侧点到钢轨中心的水平距离，垂向距离为提取的接触网点到钢轨中心的垂直距离，最后对隧道限界点赋值相应的属性信息，依次自动提取整个隧道段左右两侧的所有工程限界数据；

10)站内段限界测量：参照路基段限界测量，只有量测的目标点有所区别，站内段测量的对象为站内轨道两侧的雨棚柱、接触网立柱，步骤10)的具体步骤参照步骤7)的具体步骤；

11)特殊点限界测量：采用半自动的方式提取，捕捉三维激光点云中特殊位置，包括信号机、通信设备，计算出与参考线垂点、前进方向的方向向量以及里程信息，并根据计算出的参数自动提取出左右轨面左右中心点，以提取的轨面左右中心点构建轨面坐标系，将捕捉的特殊位置点坐标投影到轨面坐标系中，特殊点限界点水平距离为捕捉的特殊位置点到钢轨中心的水平距离，垂向距离为捕捉的特殊位置点坐标到钢轨中心的垂直距离，最后对特殊点赋值相应的属性信息，依次提取整个线路左右两侧的所有特殊点限界数据；

12)成果自动输出：按照预先设计的格式自动输出铁路桥梁段、路基段、隧道段、站内段以及特殊点的工程限界测量数据。