[发明专利]自移动式轨道交通三维扫描系统

说明书

本发明公开了自移动式轨道交通三维扫描系统，包括移动车、数据采集系统用于采集轨道的实时状态数据，将实时状态数据传送至中央处理系统，接收中央处理系统传送的指令并根据指令执行相应的动作；惯导系统用于获取移动车导航位置数据，并将导航位置数据传送至中央处理系统；中央处理系统用于接收数据采集系统传送的实时状态数据及惯导系统传送的导航位置数据，对实时状态数据及导航位置数据分析并根据分析结果生成指令，将指令传送至移动车；时间同步系统用于对系统提供授时并同步时间。本发明惯导系统、中央处理系统、时间同步系统、数据采集系统集成到移动车上，各个传感器一次性采集多项轨道的数据并处理生成所需要的轨道检测结果，测量效率高。

技术领域

本发明属于轨道交通综合检测技术领域，尤其是涉及一种自移动式轨道交通三维扫描系统。

背景技术

随着高速铁路和城市轨道交通的发展，线路的检测需求越来越大。目前，高铁和城市轨道交通检测需求主要包括轨道绝对坐标测量、线路限界检测、隧道结构断面检测、站台间距检测、接触网状态监测、轨距测量、超高测量、附属设备权属调查等。

传统的检测方法是通过全站仪、道尺、激光测距仪等测量设备对各项检测内容进行逐一检测，检测效率低下、外业工作连大、数据处理繁琐、检测成本高。

车载移动激光扫描技术是指在移动载体上集成全球卫星导航系统(GlobalNavigation Satellite System，GNSS)、惯性测量单元(Inertial Measure Unit，IMU)、激光扫描仪、数码相机、数码摄像机等多种传感器的综合测量检测技术。各类型传感器在移动状态下自动采集各种位置、姿态、影响和激光扫描数据，通过统一的地理参考和数据采集同步技术，实现无接触式的空间地理信息采集、处理与入库。在作业过程中，将集成的三维激光扫描系统搭载在轨道车上(或安装在汽车上，并将汽车开上平板车)，通过载体的移动，快速采集轨道交通两侧几十至几百米范围内海量点云和影响数据。通过地面GNSS基站、移动GNSS接收机、地面控制点、IMU和激光扫描仪数据的联合解算，得到高精度三维激光点云数据。相对于地面激光扫描和机载激光扫描，车载移动扫描具有高效灵活的数据采集方式，被越来越多的应用于工程实践中，车载移动扫描技术是目前研究的热点之一。通过移动车载三维扫描系统进行检测移动车载扫描系统通过GNSS-IMU进行导航定位，激光扫描仪获取线路数据，能够快速获取轨道交通线路的三维点云，基于三维点云进行处理而完成各项检测。

目前，国内外学者利用车载移动扫描技术，基于三维激光点云进行处理而完成对轨道交通的各项检测，但是，移动车载三维扫描系统在日常使用中存在如下问题：

1.移动车载三维扫描系统的体积过大，重量大，携带不便，无法适应日常检测监测的需要；

2.在三维扫描测量过程中，需要铁路/城轨运营部门提供牵引车和平板车，配合难度大，测量成本高；

3.移动车载三维扫描系统大多是国外生产的，只能购买引进，与其相关的通讯接口、数据接口、软件开发接口均不开放，且其移动车载三维扫描系统提供的软件功能单一，无法满足铁路/城轨的检测监测需求；

4.移动车载三维扫描系统基于POS系统定位，定位精度受GNSS信号影响，当处于隧道中，会因GNSS信号失锁发生定位精度降低，系统同步紊乱的问题，不适用于隧道测量。

因此，基于上述工程应用需求和上述技术问题，亟需研发一种能够解决上述技术问题的自移动式轨道交通三维扫描系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、操作简单、快速获取铁路/城轨周边的测量数据、测量效率高、检测成本低的自移动式轨道交通三维扫描系统。

本发明的技术方案如下：

一种自移动式轨道交通三维扫描系统，其特征在于：包括

移动车，设置在轨道上且能够沿轨道运动；