CRTSⅢ型板点云数据与设计模型自动匹配研究

李朋亮

（中铁二十二局集团有限公司 北京 100043）

1 引言

CRTSⅢ型无砟轨道板［1］已在我国铁路工程建设中大范围采用，按照现行先张法预应力混凝土无砟轨道板施工规范［2］要求，必须逐块对CRTSⅢ型轨道板的外形尺寸进行检测。针对目前采用全站仪配检测工装［3］进行逐点测量常规检测方法中存在的检测效率低、精度差等缺陷，以京沈客专京冀段九标轨道板场为背景，提出工业机器人［4］加载法如三维成像仪［5］对轨道板进行自动化扫描检测［6］的方法，研发了CRTSⅢ型板检测系统［7］，大幅提高检测效率和精度，减少检测人员，降低检测成本。

CRTSⅢ型板检测系统中点云数据处理软件是基于 PolyWorks｜Inspector平台自主开发的，Poly-Works｜Inspector模块通常应用于工件检测和诊断。可使用非接触点云扫描［8］和单点接触式探测设备来获取工具及零件的尺寸，诊断和防止制造及装配问题，可通过实时测量指导安装，监控装配产品的质量［9］，工作流程包含以下几步：

（1）导入数字模型。输入CAD模型或三角化模型作为理论数据。

（2）获取实测数据。通过导入点云作为实测数据，也可通过硬件的插件实时采集数据。

（3）建立坐标系。将实测数据与理论数据进行对齐。

（4）解析数据。通过彩图比较、断面线、量规、比较点等方法分析数据。

（5）输出报告。自动生成报告，可自定义报告模板。

其中“建立坐标系”是“解析数据”的基础。若轨道板表面实测点云数据未与轨道板三维设计模型对齐［10］，则无法利用轨道板三维实体模型的特征计算相关测量值。

点云数据与三维设计模型的对齐精度直接影响轨道板三维设计模型中“特征面”、“特征圆”、“特征线”和“特征点”的计算精度［11］。……