1、项目背景

轨道几何状态是影响行车安全和舒适性的最为关键因素之一。由于车轨相互作用和地基沉降等原因造成轨道线路不平顺，为适应高密度运行和繁重运输任务的需要，必须运用现代化轨道检测系统加强轨道检测力度。本项目针对城市轨道交通的轨道几何状态测量，开展了视觉与惯性融合的轨道几何状态测量关键技术研究和应用。

技术创新点

1.轨道空间线形的连续运动检测模型构建
提出在惯性测量单元中引入视觉系统，运用卡尔曼滤波技术实现惯性信号及视觉信息有效融合和补偿，实现了多传感信号融合的轨道参数测量技术。研究出轨道检测系统中的多传感单元坐标映射关系和定标模型，实现轨道状态参数的高精度测量。
2.惯性测量信息补偿和视觉坐标动态转换的多传感融合测量模型建立
针对轨道检测过程中检测信号时空域变换、载体运动速度变化对测量结果的影响，提出基于运动状态信息和多变量空间移变滤波的信号动态实时误差修正技术。该技术可实现不间断连续运动的检测。
3.运动控制感知和空间特征点视觉识别的联合定标
研究出无公共视场多相机多视场的轨距检测系统定标方法，实现了多相机的坐标系转换；同时研究出结合定标方程与轨道几何线性方程结合匹配定位方法，使轨距动态测量精度达到0.1mm。
4.提出一种基于钢轨横截面实际图像动态生成标准钢轨横截面轮廓模板并计算磨耗的新方法。该方法采用结构光和CCD摄像机拍摄钢轨横截面图像，通过图像处理获得钢轨横截面轮廓测量光带，由钢轨轨腰圆弧段圆心特征点及标准钢轨横截面轮廓的空间几何关系动态生成标准模板，实现理论轮廓与实际测量轮廓的对比计算，获得磨耗值。该方法能快速、准确地动态生成钢轨横截面轮廓模板，实现理论轮廓与实际测量轮廓的对比计算，获得磨耗值。该方法能快速、准确地动态生成钢轨横截面轮廓模板，实现磨耗高精度测量，精度达到0.2mm，同时具有良好的重复性和稳定性。