[发明专利]轨道轮廓测量方法

权利要求书

1.轨道轮廓测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将待检测轨道放置在水平工作台面上，由工作人员选定测量位置，手持轨道轮廓测量设备放置在轨道上面并完成轨道轮廓测量设备与轨道之间的定位；

S2、对两个扫描仪进行位置标定，得到两者相对的位置关系，从而使两个扫描仪获取的图像数据在统一坐标系内呈现实际物体轮廓，标定的过程如下：

1)通过设备的物理结构，使一号扫描仪和二号扫描仪打出的线激光成一条直线；

2)准备标定块；让一号扫描仪和二号扫描仪同时扫描标定块的顶面；

3)一号扫描仪打到标定块上的为激光线a，二号扫描仪打到标定块上的为激光线b，两条激光线均打到标定块侧面一部分位置及顶面一部分位置，则两条激光线打到标定块的线段为直角折线，且两条激光线在标定块顶面有部分重合；

4)在计算机中获取数据：激光线a对应得到的数据集合为Pa，激光线b对应得到的数据集合为Pb，

利用霍夫变换对折线数据集P_ai(x_i,y_i)；i＝1,2,…,n；x₁﹤x₂﹤…﹤x_n；和折线数据集P_bi(x_j,y_j)；j＝1,2,…,m；x₁﹤x₂﹤…﹤x_m；进行处理，得到线段L_a和线段L_b，以及L_a与X轴夹角α，L_b与X轴夹角β；使线段L_a顺时针旋转α角，线段L_b逆时针旋转β角；从而，使线段L_a和线段L_b平行于坐标系X轴,这时调整L_b的高低offsetZ，使L_a与L_b交叉部分重合；微调L_b左右位置offsetX，使L_a和L_b所组合的线段宽度为60mm，得到两个扫描仪扫描标定块的实际轮廓数据；

5)标定后，一号扫描仪、二号扫描仪的扫描数据组成一个实际轮廓数据，从而得到标定参数α、β、offsetZ和offsetX，再次获取数据时，即可通过这些标定参数直接计算获得实际所测物体轮廓，即实际轨道轮廓；

S3、控制器将获取的轨道轮廓，自动与控制器中的标准数据进行对比，系统中有不同类型的轨道标准轮廓数据，形成标准轨道轮廓库；为更快更精准的将实际数据与标准数据进行对比，针对不同的轮廓形状特点，制定不同的匹配算法；当有新的类型的轨道测量需求时，将新的类型以及对应的轨道标准轮廓数据加入到标准轨道轮廓库中，并制定相应的匹配对比算法；从而实际应用中，自动进行匹配对比；

首先找最高点的那个特征拐点，作为匹配基准点；将实际数据和标准数据在基准点处重叠匹配到一起；同时，再根据曲线的特征调整匹配角度，从而进行更快速清晰的对比；而对于没有特征的曲线，采用一般性的平面非规则曲线的识别和匹配算法；

其中曲线特征为，一种情况为待测量的轨道一侧为直线，同时最高点为直线与曲线交点处；另一种情况为顶点最高左右对称；

1)一侧为直线的轨道轮廓对比：

利用霍夫变换得到直线位置，同时，可把直线侧与曲线侧交点的最高点作为匹配基准点，将标准数据和轮廓数据的基准点和直线重合，即可看到标准数据与实际数据的差距；

2)顶点最高左右对称的轨道轮廓对比：

找到最高顶点的基准点，将两个曲线的这个基准点相重合后即完成匹配，即可看到标准数据与实际数据的差距；

3)没有上述特征的轨道轮廓对比：

采用基于特征点筛选和细节对比的曲线匹配算法；

S4、将标准数据与实际数据进行超范围对比，如果超出范围，控制器会给出超范围提示，同时标出超范围区域；如果实际数据复合标准数据，控制器则给出合格提示。