(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211182436.8 (22)申请日 2022.09.27 (71)申请人 武汉天宝耐特 科技有限公司 地址 430073 湖北省武汉市东湖开发区武 大科技园国家地球空间信息产业基地 二期北主楼一单 元五层1号房 (72)发明人 叶飞　沙红良　孙振勇　刘杰　 张智敏　董风彬　唐甜　覃欣　 王军宁　张慧娟　费新龙　陈绪刚　 卢鹏　邱荣富　陈洁鑫　刘少强　 温雪娟　 (74)专利代理 机构 武汉知律知识产权代理事务 所(普通合伙) 42307 专利代理师 田常娟(51)Int.Cl. G01B 11/16(2006.01) B61K 9/08(2006.01) G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 地铁轨道形变监测方法、 装置及电子设备 (57)摘要 本发明涉及轨道交通技术领域， 一种地铁轨 道形变监测方法及装置， 包括： 根据地铁轨道监 测指令确定待检测地铁区间段， 构建基于所述待 检测地铁区间段的三维坐标系， 在所述三维坐标 系内确定待检测地铁区间段的焦点坐标， 并收集 待检测地铁区间段的采样点， 得到采样点坐标 集， 获取所述待检测地铁区间段在修建完成的标 准点坐标集， 计算所述采样点坐标集与标准点坐 标集的偏移向量， 根据所述焦点坐标构建所述偏 移向量的偏移方程， 求解所述偏移方程的平衡调 节向量， 根据所述平衡调节向量内各平衡调节因 子的大小计算出所述待检测地铁区间段的形变 情况， 得到形变结果。 本发明可解决地铁轨道形 变监测时造成大量时间及人力资源浪费的问题。 权利要求书4页 说明书12页 附图3页 CN 115289991 A 2022.11.04 CN 115289991 A 1.一种地铁 轨道形变监测方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 接收地铁 轨道监测指令， 根据所述 地铁轨道监测指令确定待检测地铁区间段； 构建基于所述待检测地铁区间段的三维坐标系， 在所述三维坐标系内确定待检测地铁 区间段的焦点 坐标， 并收集待检测地铁区间段的采样点， 得到采样点 坐标集； 获取所述待检测地铁区间段在修建完成的标准点坐标集， 计算所述采样点坐标集与标 准点坐标集的偏移向量， 其中所述偏移向量 为： 其中， 表示所述偏移向量， 为x轴的偏移向量， 表示待检测地铁区间段的长度变形， 为y轴的偏移向量， 表示待检测地铁区间段的宽度变形， 为z轴的偏移向量， 表示待检测 地铁区间段的深度变形， 表示所述采样点坐标集， 表示所述标准点坐标集， 表示预设的深度阈值向量， 表示预设的宽度阈值向量， n为所述采样点坐标集的采样点 个数， s为所述采样点 坐标集的采样点编号； 根据所述焦点 坐标构建所述偏移向量的偏移方程， 所述偏移方程 为： 其中， 表示所述采样点坐标集相对于焦点坐标的采样焦点向量， 为偏移方程 的平 衡调节向量； 求解所述偏移方程的平衡调节向量， 根据 所述平衡调节向量内各平衡调节 因子的大小 计算出所述待检测地铁区间段的形变情况， 得到形变结果。 2.如权利要求1所述的地铁轨道形变监测方法， 其特征在于， 所述根据 所述地铁轨道监 测指令确定待检测地铁区间段， 包括： 从所述地铁轨道监测指令 中提取待检测地铁的位置信 息， 根据所述位置信 息确定待检 测地铁的长度； 判断所述待检测地铁的长度 是否大于预设长度， 若所述待检测地铁的长度未大于预设 长度， 根据待检测地铁的位置信息确定出待检测地铁区间段； 若所述待检测地铁的长度大于预设长度， 根据待检测地铁的位置信息切分待检测地 铁， 得到多组切分待检测地铁， 其中每组切分待检测地铁的长度均小于所述预设长度； 根据每组切分待检测地铁的位置信 息确定出对应的待检测地铁区间段， 得到多组待检 测地铁区间段。 3.如权利要求2所述的地铁轨道形变监测方法， 其特征在于， 所述待检测地铁区间段设 置为0.1米。 4.如权利要求3所述的地铁轨道形变监测方法， 其特征在于， 所述收集待检测地铁区间 段的采样点， 得到采样点 坐标集， 包括：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115289991 A 2接收用户根据所述待检测地铁区间段输入的采样点个数； 启动激光扫描仪， 其中所述激光扫描仪包括激光发生器和激光接收器； 根据所述采样点个数确定所述激光发生器发射脉冲信号的发射次数及发射 位置； 利用所述激光发生器对所述待检测地铁区间段发射脉冲信号， 并利用所述激光接收器 接收待检测地铁区间段反射脉冲信号的反射信号； 直至按照所述发射 次数及发射位置完成对所有的反射信号的接收， 将所有的反射信号 通过软件模拟得到所述采样点 坐标集。 5.如权利要求4所述的地铁轨道形变监测方法， 其特征在于， 所述将所有的反射信号通 过软件模拟得到所述采样点 坐标集， 包括： 求解出在所述 三维坐标系的反射信号的垂直角度和水平角度； 计算出所述激光发生器与待检测地铁区间段的距离； 利用所述垂直角度、 水平角度和距离计算出 所述采样点 坐标集， 其中计算方法包括： 其中， P表示所述采样点坐标集， 表示所述采样点坐标集， m为所述激光发生器 与待检测地铁区间段的距离， 为反射信号的水平角度， 为反射信号的垂直角度。 6.如权利要求5所述的地铁轨道形变监测方法， 其特征在于， 所述采样焦点向量的计算 方法为： 其中， f为焦点 坐标到待检测地铁区间段边 缘的焦距。 7.如权利要求6所述的地铁轨道形变监测方法， 其特征在于， 所述焦点坐标到待检测地 铁区间段边 缘的焦距的计算方法为： 其中， 表示求平均值， F为所述焦点坐标， 表示焦点坐标与第s个采样点的长 度坐标的距离， 表示焦点坐标与第s个采样点的宽度坐标的距离， 表示焦点 坐标与第s个采样点的深度坐标的距离 。 8.如权利要求7所述的地铁轨道形变监测方法， 其特征在于， 所述平衡调节向量的构建 过程包括： 计算得到所述偏移向量及采样焦点向量的向量 规模分别3行4列和6行4列； 根据所述偏移方程的等式成立条件， 利用所述3行4列和6行4列计算得到平衡调 节向量 的向量规模为3行6列；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115289991 A 3