分段点自动提取的踏面轮廓拟合方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107248156A(43)申请公布日2017.10.13(21)申请号201710436161.9(22)申请日2017.05.27(71)申请人广州地铁集团有限公司地址510330广东省广州市海珠区新港东路1238号万胜广场A塔(72)发明人苏钊颐(74)专利代理机构广州新诺专利商标事务所有限公司44100代理人罗毅萍王丽(51)Int.Cl.G06T7/00(2017.01)G06T5/00(2006.01)G06K9/00(2006.01)权利要求书4页说明书8页附图3页(54)发明名称分段点自动提取的踏面轮廓拟合方法(57)摘要本发明公开了一种分段点自动提取的踏面轮廓拟合方法，包括如下步骤：根据镜面对称方式，在轨道内、外侧安装激光位移传感器；获取踏面探测点的坐标数据，并将各自的所述坐标数据转换至平行于轨道方向的铅垂面的坐标系；对两激光位移传感器对应的所述转换后的坐标数据进行融合至同一坐标中；特征点提取；根据所述提取的特征点，确定初始分段区间；根据所述初始分段区间进行曲线拟合，并求取拟合决定系数；根据所述拟合确定系数与预设曲线拟合决定系数的阈值进行比较，确定精确分段点；根据所述精确分段点，确定拟合区间，并且分别对每个区间进行曲线拟合，得到完整的踏面轮廓。采用本发明，具有自动提取、拟合精度高、拟合速度快的特点。CN107248156ACN107248156A权利要求书1/4页1.一种分段点自动提取的踏面轮廓拟合方法，其特征在于，包括如下步骤：根据镜面对称方式，在轨道内、外侧安装激光位移传感器S1、S2；根据所述激光位移传感器S1、S2获取各自踏面探测点的坐标数据，并将各自的所述坐标数据转换至平行于轨道方向的铅垂面的坐标系；对两激光位移传感器S1、S2对应的所述转换后的坐标数据进行融合至同一坐标中；将融入同一坐标中的坐标数据进行特征点提取；根据所述提取的特征点，确定初始分段区间；根据所述初始分段区间进行曲线拟合，并求取拟合决定系数；根据所述拟合确定系数与预设曲线拟合决定系数的阈值进行比较，确定精确分段点；根据所述精确分段点，确定拟合区间，并且分别对每个区间进行曲线拟合，得到完整的踏面轮廓。2.根据权利要求1所述的分段点自动提取的踏面轮廓拟合方法，其特征在于：所述根据所述激光位移传感器S1、S2获取各自踏面探测点的坐标，并将各自的所述坐标转换至平行于轨道方向的铅垂面的坐标系的步骤，具体如下：所述激光位移传感器S1、S2以激光发射方向为y轴，垂直于激光发射方向为x轴，激光源为坐标原点建立自身坐标系；对内侧激光位移传感器S1，在自身坐标系下，激光位移传感器S1输出的坐标值为(x1,y1)，根据下式进行坐标转换：(1)u＝x1cosβ1+y1sinβ1(1)v＝x1cosβ1-y1sinβ1(1)(1)其中，β1为内侧传感器S1与铅垂线的夹角，(u,v)为原始坐标进行变换后坐标系内的坐标值；对外侧激光位移传感器S2，在自身坐标系下，外侧激光传感器S2输出的坐标值为(x2,y2)，根据下式进行坐标数据转换：(2)u＝-x2sinβ2+y2cosβ2(2)v＝x2sinβ2+y2cosβ2(2)(2)其中，β2为外侧传感器S2与铅垂线的夹角，(u,v)为原始坐标进行变换后坐标系内的坐标值。3.根据权利要求2所述的分段点自动提取的踏面轮廓拟合方法，其特征在于：所述对两激光位移传感器S1、S2对应的所述转换后的坐标进行融合至同一坐标中的步骤之前，还包括对转换后的坐标进行预处理的步骤：获取踏面部分坐标数据点：根据步骤2中得到的坐标变换后的数据点，对传感器S1、S2，分别提取满足下式的点：ui≥-385vi≤350式中ui、vi分别为坐标变换后数据点的横轴、纵轴坐标；干扰点滤除：根据所述踏面部分坐标数据点，对激光位移传感器S1、S2，分别提取满足下式的点：|ui-ui+1|≤52CN107248156A权利要求书2/4页式中ui、ui+1为坐标变换后数据点的横轴坐标。4.根据权利要求3所述的分段点自动提取的踏面轮廓拟合方法，其特征在于：所述对两激光位移传感器S1、S2对应的所述转换后的坐标进行融合至同一坐标中的步骤，具体是对所述预处理后的坐标进行融合：按照以下公式对预处理后的坐标数据进行坐标融合：(1)(2)un＝u+aun＝u(1)(2)vn＝v+bvn＝v其中，(a,b)为内侧传感器的原始坐标原点在外侧传感器变换后的坐标系中的坐标值，(un,vn)为这两点在融合坐标系中的坐标值。5.根据权利要求4所述的分段点自动提取的踏面轮廓拟合方法，其特征在于：对所述预处理后的坐标数据进行坐标融合的步骤之后，还包括平滑处理的步骤，具体如下：假设融合后的坐标数据点为{z1,z2