[发明专利]基于惯性及里程计信息的既有线路设计线型拟合方法

说明书

本发明提供了一种基于惯性及里程计信息的既有线路设计线型拟合方法，该方法包括：获取轨道的既有线型；计算轨道线路上多个轨道线路点的原始曲率；设定轨道最小曲率，确定至少一个原始直线段以及至少一个原始直线段所对应的起点和终点；对任一原始直线段的提取范围进行优化；获取既有线路中拟合后的任一直线段；确定至少一个原始圆曲线以及至少一个原始圆曲线所对应的起点和终点；对任一原始圆曲线的提取范围进行优化；获取既有线路中拟合后的任一圆曲线；根据任一圆曲线的半径和实际测量的缓和曲线长度计算获取任一缓和曲线参数。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中按照原有设计线型对轨道进行调整缺乏经济性的技术问题。

技术领域

本发明涉及惯性轨道测量技术领域，尤其涉及一种基于惯性及里程计信息的既有线路设计线型拟合方法。

背景技术

轨道交通系统经过长期运营后，由于车辆对轨道产生的冲击性作用，以及沉降等因素，会导致铁轨会出现偏移的现象。如果不及时加以修正，将严重影响行车安全。然而在某些情况下，特别是较早修建的铁路，已经无法获取准确的设计线型信息。或者轨道已发生较大规模的整体偏移，完全按照原有设计线型进行调整缺乏经济性。

发明内容

本发明提供了一种基于惯性及里程计信息的既有线路设计线型拟合方法，能够解决现有技术中按照原有设计线型对轨道进行调整缺乏经济性的技术问题。

本发明提供了一种基于惯性及里程计信息的既有线路设计线型拟合方法，既有线路设计线型拟合方法包括：获取轨道的既有线型；基于轨道的既有线型，计算轨道线路上多个轨道线路点的原始曲率；设定轨道最小曲率，根据轨道最小曲率对多个轨道线路点的原始曲率进行修正以获取多个轨道线路点的修正曲率，基于多个轨道线路点的修正曲率确定至少一个原始直线段以及至少一个原始直线段所对应的起点和终点；针对任一原始直线段，根据任一原始直线段所对应的起点坐标和终点坐标从多个轨道线路点的原始曲率中获取任一原始直线段所对应的原始曲率数值段以及任一原始直线段所对应的原始曲率数值段中的数据个数，根据任一原始直线段所对应的原始曲率数值段以及任一原始直线段所对应的原始曲率数值段中的数据个数对任一原始直线段的提取范围进行优化；基于范围优化后的任一直线段，采用正交最小二乘法对优化后任一直线段进行拟合以获取拟合直线段，根据范围优化后的任一直线段和拟合直线段计算获取既有线路中拟合后的任一直线段；根据至少一个原始直线段所对应的起点和终点确定至少一个原始圆曲线以及至少一个原始圆曲线所对应的起点和终点；针对任一原始圆曲线，根据任一原始圆曲线所对应的起点坐标和终点坐标从多个轨道线路点的原始曲率中获取任一原始圆曲线所对应的原始曲率数值段以及任一原始圆曲线所对应的原始曲率数值段中的数据个数，根据任一原始圆曲线所对应的原始曲率数值段以及任一原始圆曲线所对应的原始曲率数值段中的数据个数对任一原始圆曲线的提取范围进行优化；基于范围优化后的任一圆曲线，根据最小二成原理，对任一圆曲线的圆心和半径进行估计以获取既有线路中拟合后的任一圆曲线；根据任一圆曲线的半径和实际测量的缓和曲线长度计算获取任一缓和曲线参数，根据任一缓和曲线参数以获取既有线路中拟合后的任一缓和曲线；根据既有线路中拟合后的任一直线段、既有线路中拟合后的任一圆曲线以及既有线路中拟合后的任一缓和曲线完成对既有线路设计线型的拟合。

进一步地，轨道线路上多个轨道线路点的原始曲率可根据来获取，其中，Δψ为行走过的里程内航向转过的角度，ΔS为行走过的里程。

进一步地，多个轨道线路点的修正曲率C_med(k)可根据来获取，其中，C_min为设定轨道最小曲率；基于多个轨道线路点的修正曲率C_med(k)确定至少一个原始直线段以及至少一个原始直线段所对应的起点和终点具体包括：将多个修正曲率C_med(k)连续为0的轨道线路点组成的线段设定为任一原始直线段，提取任一原始直线段的首尾下标作为任一原始直线段对应的起点和终点。