钢轨磨耗检测方法、装置、服务器及存储介质制造方法及图纸

本申请提供的一种钢轨磨耗检测方法、装置、服务器及存储介质，涉及轨道技术领域。该钢轨磨耗检测方法通过获取待检测钢轨处于第一坐标系下的廓形点云数据；对廓形点云数据进行分段，得到待检测钢轨的轨腰点云数据和轨底点云数据；确定轨腰点云数据对应的第一圆心坐标和轨底点云数据的第二圆心坐标；根据LM算法对第一圆心坐标和第二圆心坐标进行修正，得到修正后的第二圆心坐标和修正后的第二圆心坐标；对获取的廓形点云数据进行调整；根据调整后的廓形点云数据的轨头点云数据，与标准廓形点云数据的轨头点云数据的距离，确定待检测钢轨的总磨耗，得到的钢轨磨耗的准确度高。得到的钢轨磨耗的准确度高。得到的钢轨磨耗的准确度高。

【技术实现步骤摘要】
钢轨磨耗检测方法、装置、服务器及存储介质


[0001]本申请涉及轨道
，尤其涉及一种钢轨磨耗检测方法、装置、服务器及存储介质。

技术介绍

[0002]钢轨磨耗是指列车在运行的过程中，车轮与钢轨相互摩擦，轨头逐渐被磨损的现象。为了方便工作人员对钢轨进行维护，需要对钢轨的磨耗进行检测。
[0003]目前对钢轨磨耗的检测的一种方式为：基于激光传感器采集钢轨的廓形点云数据，通过矢量数据压缩RDP算法分割出廓形点云数据中的钢轨轨腰和轨底圆弧轮廓；对分割的钢轨轨腰和轨底进行基于半径约束的非线性二次拟合获取圆心坐标。根据获取的圆心坐标，对钢轨测量轮廓和标准钢轨廓形数据匹配。进而，根据匹配结果计算钢轨磨耗。
[0004]然而，由于RDP算法的运算量大，且获取的圆心坐标的准确度低。这样一来，导致浪费计算资源，且计算得到的钢轨磨耗的可靠性也低。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种钢轨磨耗检测方法、装置、服务器及存储介质，用于解决现有技术中确定钢轨磨耗运算量大，且可靠性低的问题。
[0006]第一方面，本申请提供了一种钢轨磨耗检测方法，包括：获取待检测钢轨处于第一坐标系下的廓形点云数据；对廓形点云数据进行分段，得到待检测钢轨的轨腰点云数据和轨底点云数据；确定轨腰点云数据对应的第一圆心坐标和轨底点云数据的第二圆心坐标；根据LM算法对第一圆心坐标和第二圆心坐标进行修正，得到修正后的第二圆心坐标和修正后的第二圆心坐标，其中，LM算法的目标函数为：修正第一圆心坐标，使得轨腰点云数据中的各个点到第一圆心坐标的距离，分别与第一标准半径的第一差值之和低于设定的阈值；并修正第二圆心坐标，使得轨底点云数据的各个点到第二圆心坐标的距离，分别与第二标准半径的第二差值之和低于设定的阈值；对获取的廓形点云数据进行调整，使得修正后的第一圆心坐标与处于第二坐标系的标准廓形点云数据中的轨腰点云数据对应的第三圆心坐标重叠，以及使得修正后的第二圆心坐标与处于第二坐标系的标准廓形点云数据中的轨底点云数据对应的第四圆心坐标重叠；根据调整后的廓形点云数据的轨头点云数据，与标准廓形点云数据的轨头点云数据的距离，确定待检测钢轨的总磨耗。
[0007]在一种可能的实施方式中，根据LM算法对第一圆心坐标和第二圆心坐标进行修正，得到修正后的第二圆心坐标和修正后的第二圆心坐标，包括：根据LM算法确定轨腰点云数据中的各个点到第一圆心坐标的距离，分别与第一标准半径的第一差值之和；和确定轨底点云数据中的各个点到第二圆心坐标的距离，分别与第二标准半径的第二差值之和；分别判断第一差值之和是否小于设定的阈值、第二差值之和是否小于设定的阈值；当第一差值之和大于设定的阈值时，修正第一圆心坐标，并返回执行确定轨腰点云数据中的各个点到第一圆心坐标的距离，分别与第一标准半径的第一差值之和，直到第一差值之和小于设
定的阈值；当第二差值之和大于设定的阈值时，修正第二圆心坐标，并返回执行确定轨底点云数据中的各个点到第二圆心坐标的距离，分别与第二标准半径的第二差值之和，直到第二差值之和小于设定的阈值。
[0008]这样一来，可以精确快速的修正第一圆心坐标和第二圆心坐标。
[0009]在一种可能的实施方式中，确定轨腰点云数据对应的第一圆心坐标和轨底点云数据的第二圆心坐标，包括：根据最小二乘法确定轨腰点云数据对应的第一圆心坐标和轨底点云数据的第二圆心坐标。
[0010]通过最小二乘法确定的轨腰点云数据对应的第一圆心坐标和轨底点云数据的第二圆心坐标的精确度较高，这样一来，可以减小LM算法的迭代次数，节省了计算资源，并提高了效率。
[0011]在一种可能的实施方式中，根据最小二乘法确定轨腰点云数据对应的第一圆心坐标和轨底点云数据的第二圆心坐标，包括：根据第i个轨腰点云数据中的点的坐标(x
BCi
，y
BCi
)，以及公式：)，以及公式：获取F(A
BC
，B
BC
，R
BC
)的第一最小值，并获取第一最小值下的圆心坐标(A
BC
，B
BC
)的取值和轨腰点云数据对应的半径R
BC
的取值；其中，F(A
BC
，B
BC
，R
BC
)为轨腰点云数据的各个点到轨腰点云数据对应的圆心的距离，与轨腰点云数据对应的半径的平方差的之和，n为轨腰点云数据中的点的数量；根据第i个轨底点云数据中的点的坐标(x
DEi
，y
DEi
)，以及算式：)，以及算式：获取F(A
DE
，B
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，R
DE
)的第二最小值，并获取第二最小值下的圆心坐标下(A
DE
，B
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)的取值和轨底点云数据对应的半径R
D
的取值，F(A
DE
，B
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，R
DE
)为轨底点云数据的各个点到轨底点云数据对应的圆心的距离，与轨底点云数据对应的半径的平方差的之和，m为轨底点云数据中的点的数量；将第一最小值对应的圆心坐标(A
BC
，B
BC
)的取值作为第一圆心坐标，且将第二最小值对应的圆心坐标(A
DE
，B
DE
)的取值作为第二圆心坐标。
[0012]这样一来，可以精确快速的得到第一圆心坐标和第二圆心坐标。
[0013]在一种可能的实施方式中，对获取的廓形点云数据进行调整，包括：确定修正后的第一圆心坐标与修正后的第二圆心坐标的第一连线的第一斜率与第一位置；以及确定标准廓形点云数据中的轨腰点云数据对应的第三圆心坐标，与轨底点云数据对应的第四圆心坐标的第二连线的第二斜率与第二位置；旋转获取的廓形点云数据，使得第一斜率与第二斜率一致；平移获取的廓形点云数据，使得第一位置与第二位置一致。
[0014]上述的方法能够快速地对获取的廓形点云数据进行匹配，且可靠性高。
[0015]在一种可能的实施方式中，对获取的廓形点云数据进行调整之后，本申请提供的方法还包括：确定获取的廓形点云数据的轨头的非工作边的第三斜率和第三位置，和确定标准廓形点云数据的轨头的非工作边的第四斜率和第四位置；当第三斜率与第四斜率的差值大于设定的斜率阈值时，旋转廓形点云数据，以使第三斜率与第四斜率的差值小于斜率阈值；当第三位置与第四位置的距离大于第一距离阈值时，平移和旋转廓形点云数据，以使第三位置与第四位置的距离小于第一距离阈值。
[0016]当第三斜率与第四斜率的差值大于设定的斜率阈值时，说明调整后的廓形点云数据还存在误差，如此平移和旋转廓形点云数据，以使第三位置与第四位置的距离小于第一
距离阈值，可以提高获取的廓形点云数据的精确度。
[0017]在一种可能的实施方式中，在获取待检测钢轨处于第一坐标系下的廓形点云数据之后，本申请提供的方法还包括：根据二维限幅滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢轨磨耗检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取待检测钢轨处于第一坐标系下的廓形点云数据；对所述廓形点云数据进行分段，得到所述待检测钢轨的轨腰点云数据和轨底点云数据；确定所述轨腰点云数据对应的第一圆心坐标和轨底点云数据的第二圆心坐标；根据LM算法对所述第一圆心坐标和所述第二圆心坐标进行修正，得到修正后的第二圆心坐标和修正后的第二圆心坐标，其中，所述LM算法的目标函数为：修正所述第一圆心坐标，使得所述轨腰点云数据中的各个点到所述第一圆心坐标的距离，分别与第一标准半径的第一差值之和低于设定的阈值；并修正第二圆心坐标，使得所述轨底点云数据的各个点到所述第二圆心坐标的距离，分别与第二标准半径的第二差值之和低于所述设定的阈值；对获取的所述廓形点云数据进行调整，使得所述修正后的第一圆心坐标与处于第二坐标系的标准廓形点云数据中的轨腰点云数据对应的第三圆心坐标重叠，以及使得所述修正后的第二圆心坐标与所述处于第二坐标系的标准廓形点云数据中的轨底点云数据对应的第四圆心坐标重叠；根据调整后的所述廓形点云数据的轨头点云数据，与标准廓形点云数据的轨头点云数据的距离，确定所述待检测钢轨的总磨耗。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据LM算法对所述第一圆心坐标和所述第二圆心坐标进行修正，得到修正后的第二圆心坐标和修正后的第二圆心坐标，包括：根据LM算法确定所述轨腰点云数据中的各个点到所述第一圆心坐标的距离，分别与所述第一标准半径的第一差值之和；和确定轨底点云数据中的各个点到所述第二圆心坐标的距离，分别与所述第二标准半径的第二差值之和；分别判断所述第一差值之和是否小于所述设定的阈值、所述第二差值之和是否小于设定的阈值；当所述第一差值之和大于所述设定的阈值时，修正所述第一圆心坐标，并返回执行确定所述轨腰点云数据中的各个点到所述第一圆心坐标的距离，分别与所述第一标准半径的第一差值之和，直到所述第一差值之和小于所述设定的阈值；当所述第二差值之和大于所述设定的阈值时，修正所述第二圆心坐标，并返回执行确定轨底点云数据中的各个点到所述第二圆心坐标的距离，分别与所述第二标准半径的第二差值之和，直到所述第二差值之和小于所述设定的阈值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述轨腰点云数据对应的第一圆心坐标和轨底点云数据的第二圆心坐标，包括：根据最小二乘法确定所述轨腰点云数据对应的第一圆心坐标和轨底点云数据的第二圆心坐标。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据最小二乘法确定所述轨腰点云数据对应的第一圆心坐标和轨底点云数据的第二圆心坐标，包括：根据第i个所述轨腰点云数据中的点的坐标(x
BCi
，y
BCi
)，以及公式：获取F(A
BC
，B
BC
，R
BC
)的第一最小值，并获取所述第一最小值下的圆心坐标(A
BC
，R
BC
)的取
值和所述轨腰点云数据对应的半径R
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的取值；其中，F(A
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，B
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)为所述轨腰点云数据的各个点到所述轨腰点云数据对应的圆心的距离，与所述轨腰点云数据对应的半径的平方差的之和，n为所述轨腰点云数据中的点的数量；根据第i个所述轨底点云数据中的点的坐标(x
DEi
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DEi
)，以及算式：获取F(A
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DE
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DE
)的第二最小值，并获取所述第二最小值下的圆心坐标下(A
DE
，B
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)的取值和所述轨底点云数据对应的半径R
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的取值，其中，F(A
DE
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)为轨底点云数据的各个点到轨底点云数据对应的圆心的距离，与轨底点云数据对应的半径的平方差的之和，m为所述轨底点云数据中的点的数量；将所述第一最小值对应的圆心坐标(A
BC
，B
BC
)的取值作为所述第一圆心坐标，且将所述第二最小值对应的圆心坐标(A
DE
，B
DE
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘君，龚文忠，刘斌，黄超生，邵云，米文扬，罗启桢，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：