[发明专利]一种可拆卸式铁路侵限检测装置及自校准方法

权利要求书

1.一种可拆卸式铁路侵限检测装置的自校准方法，其特征在于，采用自校准算法集成，当轨道车经过自校准单元前半段的时候，自动提取特点数据并与标准的坐标点库数据进行对比，自动计算出设备X、Y方向偏移量OffX，OffY，以及微分方程dx/dy=ax+by+c中变量a、b、c值；并将这些变量值用于本次检测中对所有数据进行校正，所述自校准算法集成包括以下步骤：

步骤S1：在轨道车经过自校准单元之前开启侵限检测软件，当轨道车经过自校准单元时，侵限检测软件采集并记录多组原始数据；

步骤S2：通过预设参数将左右钢轨的数据点集提取出来，再通过特征匹配和直线拟合的方式计算出左右钢轨的坐标值；

步骤S3：以左右钢轨坐标点为基础，参考自校准单元各特征点的坐标点相对关系，在相应的区域范围内逐一查找各等待点的坐标值；

步骤S4：在轨道车辆前进过程中，重复步骤S2和S3，得到多组实时的特征点坐标值；将多组实时特征点坐标值一一对应取平均值，得到一组最优实时特征点坐标值。

2.根据权利要求1所述的一种可拆卸式铁路侵限检测装置的自校准方法，其特征在于，所述自校准算法集成还包括以下步骤：

步骤S5：将最优实时特征点坐标值与标准坐标点数据库一一对应，分别计算所有对应点X和Y的差值，得到一组实时特征点数据与标准坐标点数据的差值数组，将差值数组中所有X差值取平均值做为基准偏移值OffX，将差值数据中所有Y差值取平均值做为基准偏移值OffY，再将最优实时坐标点中所有数据点减去基准偏移值OffX及OffY，得到校正基准偏移后的实时坐标点；若实时特征点坐标值与标准点坐标值的误差值都在预设误差范围之内则不需要进行优化修正，若不在，则进行后续步骤。

3.根据权利要求1所述的一种可拆卸式铁路侵限检测装置的自校准方法，其特征在于，所述自校准算法集成还包括以下后续步骤：

步骤S6：将所有校正基准后的实时坐标点和标准坐标点数据库一一对应代入数据修正方程式，修正安装角度偏差造成的误差，通过方程解出最优的X方向的参数Ax、Bx、Cx，和Y方向的参数Ay、By、Cy；

步骤S7：将获取到的基准偏移值OffX、OffY，以及方程式的Ax、Bx、Cx、Ay、By、Cy记录为一个修正系数集合{OffX,OffY,Ax,Bx,Cx,Ay,By,Cy}，所有实时采集的数据都先与修正系数集合进行修正得到校准过后的实际坐标值。

4.根据权利要求1所述的一种可拆卸式铁路侵限检测装置的自校准方法，其特征在于，所述自校准算法集成还包括：步骤S8：得到修正系数集合{OffX,OffY,Ax,Bx,Cx,Ay,By,Cy}后，为进一步验证数据自校准后的效果，轨道车辆继续前进经过自校准单元的后半段，测量装置测量并利用得到的修正系统集合计算得到自校准单元的各已知点的坐标数据，再与对应位置的标准坐标点数据库进行对比，若所有数据点的误差都在允许的范围之内，则表示自校准成功；如超过则提醒用户需要重新校准。

5.根据权利要求3所述的一种可拆卸式铁路侵限检测装置的自校准方法，其特征在于，所述步骤S6参数计算公式为：，；其中，Xr、Yr为标准坐标点数据库中每个点的坐标值,即真实坐标值，X、Y为对应的校正基准后的实时特点的坐标值，即实时测量坐标值。

6.一种可拆卸式铁路侵限检测装置，用于实现权利要求1~5任意一项所述的一种可拆卸式铁路侵限检测装置的自校准方法，其特征在于，包括侵限检测单元和检测数据自校准单元，所述侵限检测单元包含一体式限界测量设备，可拆卸式安装支架和数据采集处理主机；所述检测数据自校准单元包括安装在铁轨旁的门形框架（6）和框架上多个已知坐标值的特征点（7），所述已知坐标值的特征点（7）上还有侵限检测单元设备环形激光照射到特征点上的激光点（8）；所述侵限检测单元组成装置包括轨道车上的脚踏板（1）和轨道车扶手（2），所述轨道车上的脚踏板（1）和轨道车扶手（2）设置有连接两部件的定制连接件（3）；所述定制连接件（3）上还设置有工业相机组（4）以及设置在工业相机组（4）上的激光器组（5）。

7.根据权利要求6所述的一种可拆卸式铁路侵限检测装置，其特征在于，所述侵限检测单元一体式限界测量设备包含多组非接触式激光光切3D组件，每组组件还包含线激光器和工业相机。