李 丹

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710054)

1 概述

近年来,随着我国铁路运营里程的不断增加,列车运营的安全性显得愈发重要。阶段性地对轨道的几何状态及其平稳性进行复测具有重要意义[1-2]。随着铁路运营速度及频率提高,在传统 “天窗”时间采用单站式测量设备进行人工上线数据测量的方法难度越来越大,逐渐失去了可操作性[3-4]。因此,亟需一种安全、高效的新型测量手段[5]。

作为一种新兴测绘技术,车载三维激光扫描系统集POS定位定姿系统、激光扫描仪及数码影像传感器于一体,将其整体加装在交通运输平台上,通过非接触性主动式激光雷达扫描作业,可获取铁路沿线大范围地物的点云数据和影像信息[6-7]。该方法采用点云、影像数据一次采集,线下处理的方式,替代传统复测中的人工上线作业,提高了工作效率,增强了作业的安全性,降低了对列车运营的影响。另外,该系统能自动、快速地获取海量离散点云及影像数据,具有丰富的地理及属性信息[8]。解决了传统铁路复测技术手段落后、作业效率低与自动化程度低、对铁路运营干扰大及存在安全隐患等难题。

然而,车载LiDAR扫描系统是一个复杂的集成系统,受系统内各组成部分误差的共同影响,会导致原始点云精度不能满足铁路复测工作要求。已有许多学者进行相关研究,王丽英等通过建立系统误差模型对移动LiDAR的系统误差进行分析[9-10];张麟等通过沿线的平高点对点云进行精化的方法提高点云精度[11-12];冯嘉祥认为立体标识点可提高点云精度[13]。……