[发明专利]基于机载激光雷达的高铁接触线导高及拉出值巡检方法

权利要求书

1.一种基于机载激光雷达的高铁接触线导高及拉出值巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：使用搭载激光雷达的无人机沿铁路线侧上方巡检获取线路原始点云数据；

步骤2：对原始点云数据进行预处理；

步骤3：采用随机采样一致性算法对处理后的原始点云数据进行分割提取，得到接触网系统点云与线路平面点云；

步骤4：提取线路平面点云中的轨道；

步骤5：对接触网系统中接触悬挂与支柱支持部分进行点云分割；

步骤6：提取接触悬挂点云中的接触线；

步骤7：将接触线与其对应的轨道进行匹配，重构测量场景，并自动测量接触线导高与拉出值。

2.如权利要求1所述的一种基于机载激光雷达的高铁接触线导高及拉出值巡检方法，其特征在于，步骤1所述无人机平行于轨道方向飞行，且距离线路边缘水平距离80m，离轨道平面相对高度60-80m，飞行速度5-8m/s，在线路两侧往返飞行以获得较为完整的线路点云原始数据，作业时还需架设地面基站，控制半径为30km。

3.如权利要求1所述的一种基于机载激光雷达的高铁接触线导高及拉出值巡检方法，其特征在于，步骤2具体为：

结合点云高程分布、点云数量与打点密集度特征分析，得到轨道以上的铁路点云与地物点的高程分割阈值，并基于该阈值对原始点云数据进行高程滤波，同时对铁路点云进行坐标系变化，使得点云空间坐标系的原点落在轨道平面的中心处，坐标系的X轴方向平行于线路纵向，Z轴平行于线路垂向，Y轴平行于线路横向。

4.如权利要求1所述的一种基于机载激光雷达的高铁接触线导高及拉出值巡检方法，其特征在于，步骤5具体为：

首先利用八叉树将接触网系统点云空间体素化，接着利用一个针对接触网系统点云设计的基于体素的三级接触网系统分类方法，将接触悬挂体素提取出来，从而实现接触悬挂与支柱支持部分的点云分割。

5.如权利要求1所述的一种基于机载激光雷达的高铁接触线导高及拉出值巡检方法，其特征在于，步骤6具体为：

利用DBSCAN聚类算法将接触悬挂聚类，得到一组不同悬挂线分离、不同线路段分离的接触悬挂线段，根据这些接触悬挂线段与轨道的相对空间位置，将其区分为回流线、悬链线和接触线，从而提取接触悬挂点云中的接触线。

6.如权利要求1所述的一种基于机载激光雷达的高铁接触线导高及拉出值巡检方法，其特征在于，步骤7所述接触线导高与拉出值的测量方法为：

接触线任意点到轨顶平面的距离，即接触线导高H为

式中，(x_c，y_c，z_c)是接触线上点的坐标，A、B、C、D为轨顶平面一般式的参数，其平面表达式为Ax+By+Cz+D＝0；

接触线拉出值S为

式中，a_c，b_c是轨道中心线的直线模型表达式参数，