[发明专利]高速铁路边坡形变检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种高速铁路边坡形变检测方法及装置，其中方法包括：利用高速铁路边坡点云采集系统获取高速铁路沿线边坡的三维点云数据，所述高速铁路边坡点云采集系统包括：激光雷达设备，里程定位同步单元和点云数据采集服务器；根据高速铁路场景下的基准点云数据，利用迭代最近点算法对所述三维点云数据进行点云配准处理；从点云配准处理后的三维点云数据中提取当期边坡点云数据，从所述高速铁路场景下的基准点云数据中提取基准边坡点云数据；分别对所述当期边坡点云数据和基准边坡点云数据进行体素化处理；根据体素化处理的结果，进行高速铁路边坡形变检测。本发明实施例可以检测高速铁路边坡形变，节省检测成本，提高检测效率和准确率。

技术领域

本发明涉及高速铁路安全技术领域，尤其涉及高速铁路边坡形变检测方法及装置。

背景技术

近年来，我国铁路高速化进程不断加快，如何保障高速铁路运行安全已成为铁路安全管理部门的重点工作。高速铁路在山区存在较多的隧道、边坡等大型建筑物，由于地质活动和天气变化的影响，特别是我国南方降水量较多的线路区段，边坡发生滑坡的风险较高，严重威胁高速铁路运行安全。因此，必须定期地检测高速铁路沿线边坡的形态变化情况，统计分析边坡形变趋势，及时发现潜在的滑坡风险，以采取相应的加固措施，防止高速铁路安全事故的发生。

以往，大型建筑物形变检测或监测只能以人工测量的方式进行，不仅耗费大量人力物力，而且检测数据存在较多误差，不能真实反映建筑物整体形态变化情况。近年来，国内外学者和研究机构提出许多高效的方法，已在地表形变监测、矿山形变监测、边坡形变监测、大坝形变监测、隧道形变检测、铁路建筑限界检测等任务中广泛应用。现有方法可按照观测方式分为动态检测方法和静态监测方法。动态检测方法多是采用遥感/航空摄影、干涉合成孔径雷达、机载/车载三维激光扫描仪等手段获取建筑物的三维形态数据。静态监测方法多是采用多个摄像机、全站仪等设备获取建筑物不同方位的三维形态数据。然后，采用图像处理、信号处理、点云处理技术对建筑物三维形态数据进行处理和分析，得到建筑物的形变量和形变趋势。

然而，高速铁路里程长、跨度大，边坡数量多，且位置分散，现有的动态检测方法无法在短时期内对多个分散的目标重复观测，数据采集成本高昂，数据处理步骤复杂，无法实现高效检测高速铁路边坡形变的目的。此外，高速铁路边坡普遍存在于山区，地形地貌复杂，无法架设和维护固定的监测设备，不能利用现有的静态监测方法。

因此，亟需一种可以克服上述问题的高速铁路边坡形变检测方案。

发明内容

本发明实施例提供一种高速铁路边坡形变检测方法，用以检测高速铁路边坡形变，节省检测成本，提高检测效率和准确率，该方法包括：

利用高速铁路边坡点云采集系统获取高速铁路沿线边坡的三维点云数据，所述高速铁路边坡点云采集系统包括：激光雷达设备，里程定位同步单元和点云数据采集服务器，所述激光雷达设备用于扫描高速铁路沿线的空间点数据；所述里程定位同步单元用于获取里程定位信息；所述点云数据采集服务器用于在接收到里程定位同步单元发送的里程定位信息时提取对应的空间点数据；

根据高速铁路场景下的基准点云数据，利用迭代最近点算法对所述三维点云数据进行点云配准处理；

从点云配准处理后的三维点云数据中提取当期边坡点云数据，从所述高速铁路场景下的基准点云数据中提取基准边坡点云数据；

分别对所述当期边坡点云数据和基准边坡点云数据进行体素化处理；

根据体素化处理的结果，进行高速铁路边坡形变检测。

本发明实施例提供一种高速铁路边坡形变检测装置，用以检测高速铁路边坡形变，节省检测成本，提高检测效率和准确率，该装置包括：