轨道病害自动定位方法及设备与流程

本发明属于轨道检测，具体涉及一种轨道病害自动定位方法及设备。

背景技术：

1、为确保轨道交通的安全性和可靠性，需要对轨道基础设施及基础设备进行定时检查和维护，其中包括对正线轨道的钢轨和道岔处的多种钢轨件进行多项检测。在传统的检测方法中，主要依赖大量人力，检测人员人工在轨道现场查看识别各类轨道病害，并采用相应检测工具测量病害尺寸、距离分布等，再进行记录。这样的试显然效率很低，导致停线维护时间较长，并且人工方式易出现错检、漏检情况。

2、为提高检测效率，出现了一些自动化的轨道检测设备、轨道病害检测方法，然而，这些方法虽然能够一定程度上自动检出轨道病害，却无法将检出的病害快速定位到现场轨道中相应位置处。例如，现有技术中存在一种轨道检测车，能够进行数据采集、部分项目的自动检测，检测出特定轨道病害并得到其对应的里程数据或对应的卫星定位数据等。对于自动检出的病害，往往还需要人工进行复核或是进一步检测分析，而里程数据或卫星定位数据等对检测人员(自然人)而言并不是直观的位置信息，而检测的轨道区段上又往往分布有多处、不同类型的病害，因此检测人员无法快速定位到对应的病害，导致即使采用了这样的自动化检测设备及方法，检测效率的提升仍十分有限。

技术实现思路

1、本发明是为解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够将检测出的轨道病害的位置定位到现场轨道上的轨道病害自动定位方法及设备，从而便于检测人员前往现场相应位置进行复核或进一步检测分析，本发明采用了如下技术方案：

2、本发明提供了一种轨道病害自动定位方法，其特征在于，包括：检测起点定位步骤：基于轨件起点的廓形特征在线激光传感器采集的轨道廓形数据中识别出该轨件起点，得到对应的里程信息，并基于该里程信息以及预定的该轨件起点与其附近的轨枕的距离信息得到该轨枕的所述里程信息，作为检测起点的里程信息；轨道病害检测步骤：基于所述轨道廓形数据和/二维相机采集的轨道图像、对应的所述里程信息以及预定的轨道病害检测算法检测出轨道病害，并得到对应的里程信息；轨道病害定位步骤：基于所述检测起点的所述里程信息、所述轨道病害的里程信息、以及预定的轨道中多个轨枕的轨枕信息，得到所述轨道病害对应的至少一个轨枕编号。

3、本发明提供的轨道病害自动定位方法，还可以具有这样的技术特征，其用于对道岔区的所述轨道病害进行定位，在所述轨道病害定位步骤之前，还包括：检测方向判定步骤，基于检出的所述轨件起点的类型、检出该轨件起点的所述轨道廓形数据所对应的轨道侧以及预定的检测方向判定规则，判定当前检测方向，其中，所述检测起点定位步骤中，还基于所述轨件起点的廓形特征得到该轨件起点的类型，所述轨道病害定位步骤中，基于所述当前检测方向、所述检测起点的所述里程信息、所述轨道病害的所述里程信息以及所述轨枕信息，得到所述轨道病害对应的所述轨枕编号。

4、本发明提供的轨道病害自动定位方法，还可以具有这样的技术特征，其中，所述轨枕信息为道岔区轨枕信息，包括所述道岔区中各轨枕的轨枕编号、沿所述当前检测方向对应的积累里程，所述轨道病害定位步骤包括：基于所述当前检测方向、所述轨件起点的类型在预定的道岔区轨枕信息中查找得到对应的积累里程；基于所述检测起点的里程信息、所述轨道病害的里程信息计算所述轨道病害与所述检测起点的间距；基于检测起点对应的所述积累里程以及计算得到的所述间距，计算所述轨道病害对应的积累里程；基于所述轨道病害的积累里程，在所述道岔区轨枕信息中查找得到对应的目标轨枕的轨枕编号以及积累里程；基于所述轨道病害的积累里程和所述目标轨枕的积累里程，计算所述轨道病害与所述目标轨枕的距离。

5、本发明提供的轨道病害自动定位方法，还可以具有这样的技术特征，其中，所述检测起点定位步骤包括：根据所述里程信息以及预定的道岔轨件的轨件起点廓形匹配模板，依次对多帧所述轨道廓形数据进行廓形特征匹配，识别出所述道岔轨件的所述轨件起点，并得到其类型和对应的里程信息；基于所述轨件起点的里程信息、预定的该轨件起点和与其最接近的轨枕的中心线的间距，得到该轨枕的中心线的里程信息，作为所述检测起点的里程信息。

6、本发明提供的轨道病害自动定位方法，还可以具有这样的技术特征，其中，所述道岔区的类型为单开道岔，具有直股方向和曲股方向，所述道岔轨件至少包括尖轨，所述轨道廓形数据通过轨道检测设备获取，该设备包括第一检测单元和第二检测单元，分别用于获取轨道两侧的所述轨道廓形数据，所述检测方向判定步骤包括：当检出所述轨件起点的类型为斥离状态的尖轨起点，且检出该轨件起点的所述轨道廓形数据来自所述第一检测单元时，判定为所述当前检测方向为所述直股方向；当检出所述轨件起点的类型为贴合状态的尖轨起点，且检出该轨件起点的所述轨道廓形数据来自所述第一检测单元时，判定为所述当前检测方向为所述曲股方向，所述轨道病害定位步骤中，根据所述当前检测方向对应地查找获取直股积累里程或曲股积累里程。

7、本发明提供的轨道病害自动定位方法，还可以具有这样的技术特征，其用于对正线轨道的所述轨道病害进行定位，其中，所述轨枕信息为正线轨枕信息，包括相邻两个轨枕的轨枕间距以及每个区间包含的区间轨枕数量，所述正线轨道的轨枕编号包括区间序号和轨枕序号，所述轨道病害定位步骤包括：基于所述检测起点的里程信息、所述轨道病害的里程信息以及所述轨枕间距，计算所述检测起点与所述轨道病害之间的间隔轨枕数量；基于预定的所述检测起点的轨枕编号、所述间隔轨枕数量、所述区间轨枕数量，计算与所述轨道病害对应的目标轨枕的轨枕编号；基于所述检测起点的里程信息、所述轨道病害的里程信息、所述轨枕间距、所述间隔轨枕数量，计算所述轨道病害与所述目标轨枕的距离。

8、本发明提供的轨道病害自动定位方法，还可以具有这样的技术特征，其中，所述检测起点定位步骤包括：根据所述里程信息以及预定的轨件起点廓形匹配模板，依次对多帧所述轨道廓形数据进行廓形特征匹配，识别出正线钢轨的所述轨件起点，并得到其类型和对应的里程信息；基于所述轨件起点的里程信息、预定的该轨件起点和与其最接近的轨枕的中心线的间距，得到该轨枕的中心线的里程信息，作为所述检测起点的里程信息。

9、本发明提供的轨道病害自动定位方法，还可以具有这样的技术特征，其中，所述轨道病害检测步骤中，基于预定的待检测位置与所述检测起点的间距提取出对应的所述轨道廓形数据，并将提取出的所述轨道廓形数据中的廓形与预定的待检测位置处的标准廓形进行比对，在所述廓形相对于所述标准廓形的偏差大于预定的偏差阈值时，判定为识别出相应的所述轨道病害，并将该帧轨道廓形数据对应的里程信息作为该轨道病害的里程信息。

10、本发明提供的轨道病害自动定位方法，还可以具有这样的技术特征，其中，所述轨道病害检测步骤中，将所述轨道图像输入训练完成的用于识别特定轨道病害的神经网络模型中，该模型输出识别出的所述轨道病害的位置信息，并基于所述二维相机和所述线激光传感器的标定关系将该位置信息转换为所述轨道病害的里程信息。

11、本发明提供了一种轨道病害自动定位设备，其特征在于，包括：检测起点定位部，用于基于轨件的轨件起点的廓形特征在线激光传感器采集的轨道廓形数据中识别出该轨件起点，得到对应的里程信息，并基于该里程信息以及预定的该轨件起点与其附近的轨枕的距离信息得到该轨枕的所述里程信息，作为检测起点的里程信息；轨道病害检测部，用于基于所述轨道廓形数据和/所述轨道图像以及所述里程信息检测出轨道病害，并获得对应的所述里程信息；以及轨道病害定位部，用于基于所述轨道病害的所述里程信息、所述检测起点的所述里程信息、以及预设的所述检测起点的轨枕的轨枕编号，得到所述轨道病害对应的至少一个所述轨枕编号。

12、发明作用与效果

13、根据本发明的轨道病害自动定位方法及设备，该方法包括检测起点定位步骤、轨道病害检测步骤、轨道病害定位步骤，其中，检测起点定位步骤中，基于轨件起点的廓形特征识别出轨件起点，并定位到该轨件起点附近的轨枕，得到其里程信息；轨道病害检测步骤中检测出轨道病害并得到其里程信息；轨道病害定位步骤中基于检测起点的轨枕的里程和轨道病害的里程得到与轨道病害对应的至少一个轨枕编号，也即，该方法能够将检测出的轨道病害的位置准确地定位到现场轨道的一个轨枕附近，基于相应的轨枕编号，检测人员就可以在现场快速找到该轨枕及其附近的轨道病害，从而便于对自动检测出的轨道病害进行复核、或是进一步检测及分析，能够提高现场轨道检测的效率。