基于激光掃描技術(shù)的軌道檢測與曲線整正算法設(shè)計.pdf

1、既有鐵路線路檢測與維修是保障線路運營平順、舒適和安全穩(wěn)定的重要手段，高標(biāo)準(zhǔn)的線路需要高精度、全方位的線路檢測方法。三維激光掃描技術(shù)以其具有全天候、大信息、不干擾行車的特點在既有線復(fù)測中得到推廣應(yīng)用，但三維激光掃描數(shù)據(jù)在軌道檢測中的應(yīng)用尚有許多技術(shù)問題需要解決。本文以既有線曲線整正問題為主要研究對象，從基于點云信息的曲率及曲率變化率分析、曲線重構(gòu)等方面入手，深入研究以下幾個方面問題：
　　1.研究三維激光掃描技術(shù)在既有線復(fù)測中應(yīng)用方

2、法
　　研究可應(yīng)用于既有線復(fù)測的三維激光掃描設(shè)備選型問題，根據(jù)資料分析和現(xiàn)場試驗，建議采用高精度的相位式掃描儀及“之”字型掃描方式，以不大于50m間距方式進(jìn)行外業(yè)勘測。結(jié)合實測資料，通過點云數(shù)據(jù)處理、線路特征數(shù)據(jù)提取與精度分析驗證勘測方案的可行性。
　　2.不同測點間距條件下的曲率及曲率變化率分析
　　根據(jù)利用三維激光掃描技術(shù)獲取的點云數(shù)據(jù)信息，采用三次樣條曲線實現(xiàn)既有線路軌跡的擬合，獲取不同測點間距（20m、10m、

3、5m）條件下的曲率及曲率變化率。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，采用5m測點間隔條件下的曲率變化率能夠較好地反映軌道結(jié)構(gòu)的連續(xù)變化特征，建議在高標(biāo)準(zhǔn)的線路曲線狀態(tài)檢測與整正過程中采用5m弦長。同時，結(jié)合曲線線形設(shè)計及檢測標(biāo)準(zhǔn)，分析造成曲率變化率檢測中靜態(tài)與動態(tài)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的根本原因。
　　3.研究基于點云數(shù)據(jù)的曲線參數(shù)重構(gòu)算法及其應(yīng)用問題
　　根據(jù)點云數(shù)據(jù)獲取不同間距條件下的線路坐標(biāo)，綜合考慮測點的平面坐標(biāo)（x，y）的變化過程，設(shè)計了基于正交最小