[发明专利]用于铁路限界超限判定的组合圆台体及其应用方法

权利要求书

1.用于铁路限界超限判定的组合圆台体的应用方法，其特征在于，其步骤为：

(1)确定铁路限界平面图(2)的形状及具体尺寸；

(2)生成铁路限界组合圆台体(1)，并确定铁路限界组合圆台体(1)的坐标系统；

(3)确定线路中心点在扫描系统内的坐标，然后确定需要判定是否超限的扫描点的区域范围；

(4)将线路中心点及确定的区域范围内的扫描点在扫描系统内的坐标转化为在圆台体坐标系统内的坐标；

(5)判定扫描点位是否超限；

(6)对于曲线上铁路限界在线路左右两侧不一样的情况，应在线路左右两侧分别生成半组合圆台体a(18)、半组合圆台体b(19)，并对线路两侧的点是否超限分别进行判定；

铁路限界组合圆台体(1)是由铁路限界平面图(2)绕其竖向中心轴(3)水平旋转180°而成；铁路限界平面图中限界边缘线(5)为一条折线，铁路限界平面图(2)则由3～10个等腰梯形(6)组成；铁路限界组合圆台体(1)也是由3～10个圆台体(7)组成；

即将三维激光扫描点在三维激光扫描坐标系统o'x'y'z'内的坐标转化为铁路限界组合圆台体(1)中坐标系统oxyz内的坐标；在进行坐标转化时，由于z轴的方向不变，因此z轴先单独进行转化，oxy平面再进行转化；假定坐标系统o'x'y'z'中坐标原点o'在圆台体内的坐标系oxyz中的z坐标值为z₀，则扫描点坐标从z'轴到z轴的转化关系为：z＝z'+z₀；若扫描点在三维激光扫描坐标系统o'x'y'z'的平面坐标系o'x'y'中的坐标为(x'，y')，在圆台体内的坐标系oxyz中的平面坐标系oxy中的坐标为(x，y)，并且o'在oxy坐标系中的坐标为(x₀，y₀)，由x轴到x'轴的平面夹角为α，则扫描点的平面坐标从o'x'y'坐标系转化到oxy坐标系的转化关系为：

x＝x'cosα-y'sinα+x₀

y＝x'sinα+y'cosα+y₀；

进行扫描点是否超限判定，首先根据需判定点(16)的z值确定该高度处铁路限界组合圆台体(1)的水平截面圆(17)的半径r₁₇，然后根据该点的坐标值(x₁₆，y₁₆)，对比(x₁₆²+y₁₆²)^1/2与r₁₇的大小；

当(x₁₆²+y₁₆²)^1/2≥r₁₇时，则点(16)处在铁路限界以外，满足铁路限界的要求；当(x₁₆²+y₁₆²)^1/2r₁₇时，点(16)处于铁路限界以内，则要对点(16)进行具体分析，以判定是否为超限点；

对于在曲线上出现铁路限界在线路一侧加宽或两侧加宽但加宽值不一样的情况，铁路限界组合圆台体(1)则是由两个不同圆面半径的半组合圆台体a(18)、半组合圆台体b(19)组成，半组合圆台体a(18)、半组合圆台体b(19)各对应线路一侧的铁路界限；

线路两侧铁路限界不相同时，可将两个不同圆面半径的半组合圆台体a(18)、半组合圆台体b(19)的结合面(20)的方向粗略对准x轴方向，误差控制在10°以内均能满足要求，然后每一侧的限界超限状况可根据该侧的半组合圆台体的水平截面圆(17)进行判断。