[发明专利]基于自移动式轨道交通移动三维扫描系统的数据处理方法

说明书

本发明公开了一种基于自移动式轨道交通三维扫描系统的数据处理方法，包括以下步骤：((1)轨道交通的数据采集：利用自移动式轨道交通移动三维扫描系统采集被测轨道交通沿线的基础设施及周边环境数据，得到激光数据、轨道轮廓数据、倾角数据及里程数据，并将所述激光数据、轨道轮廓数据、倾角数据及里程数据传输给上位机；(2)多源数据预处理：所述上位机接收步骤(1)的所述激光数据、轨道轮廓数据、倾角数据及里程数据，并对多源数据进行多源数据融合处理，生成被测轨道交通沿线的三维点云及灰度影像。以上位机为核心操控处理器，实现一次数据采集，对多源数据融合生成三维点云集灰度图像，相比于传统测量方式，数据采集效率提高，减小了上线的安全风险。

技术领域

本发明属于轨道交通快速综合检测技术领域，尤其是涉及一种基于自移动式轨道交通移动三维扫描系统的数据处理方法。

背景技术

轨道交通的轨道是整个轨道交通工程中最为重要的组成部分，轨道几何状态直接影响列车的安全平稳运营。轨道交通线路经过长期的运营维护，线路的地理空间位置会发生移动，轨道的几何形位会发生改变。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、接触网状态检测、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采用全站仪、道尺、全球卫星定位系统、激光测距仪等测量设备对各项检测内容进行逐一的检测，检测效率低、外业工作量大、数据处理繁琐、检测成本高。

目前，国内外对于轨道交通检测的方法除了上述传统方法以外，还研究出通过移动车载三维扫描系统进行检测的方法。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(Global Navigation Satellite System，GNSS)、惯性测量单元(InertialMeasure 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像数据。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，基于三维点云进行处理后完成各项检测；但是自移动式轨道交通移动三维扫描系统存在以下问题：

1.自移动式轨道交通移动三维扫描系统的体积大、重量大、测量不灵活，携带不便捷，无法适应日常检测的需要，并且需要逐一对轨道交通的检测项目进行数据的采集；

2.在进行测量时，需要配合牵引车和平板车，其配合难度大，测量成本高；

3.车载三维扫描系统大多是国外生产的，只能通过购买引进，其相关的通讯接口、数据接口及软件开发接口均不开放，且该系统提供的软件功能单一，无法满足轨道交通的检测需求。

因此，针对如今上线难、天窗少、安全风险高的轨道交通运营现状，亟需研发一种基于车载移动激光扫描技术，可以高效率、低成本，且能够同时完成多项检测工作的检测方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、操作简单、一次性完成多项检测项目、测量成本低的基于自移动式轨道交通移动三维扫描系统的数据处理方法。

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，包括：

移动车，设置在轨道上且能够沿轨道运动；

激光扫描仪，用于采集被测轨道交通长度范围内及轨道两侧一定距离范围内的激光数据，所述激光数据存储在激光扫描仪中；

结构光扫描仪，用于采集被测轨道的轨道轮廓数据，所述轨道轮廓数据存储在所述结构光扫描仪中；