本发明涉及轨道检测技术领域，具体为一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法及系统。
背景技术：
高速铁路轨道病害检测与诊断技术是国内外科研机构、高科技企业以及铁路管理机构最关注的关键技术之一，伴随着传感器技术、高精度激光测量技术、计算机技术和图像处理与分析技术的快速发展，高铁轨道病害检测技术最近几年取得长足的进步。在高速铁路轨道几何参数测量及不平顺性检测方面，研究工作主要围绕着轨道静态几何参数的高精度检测和轨道动态参数的快速高效检测两方面，目前主要包括采用静态轨检小车与高速动检列车两种手段。但是无论哪种技术手段，现有技术中，都是在检测到轨道不平顺之后，再对轨道进行检修，这种方式不利于列车在轨道上的安全行驶。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法，所述轨道检测方法包括：
惯导小车，所述惯导小车上设置有多种检测轨道数据信息的传感器，包括测距传感器、测角传感器、惯性传感器、里程传感器、坐标获取传感器和图像传感器，
根据惯导小车上的多种传感器所检测到的数据信息计算各段轨道的不平顺质量指数，如果某段轨道的不平顺质量指数q1大于质量指数阈值时，传输信息对该段轨道进行检修，
如果某段轨道的不平顺质量指数q1小于等于质量指数阈值时，计算q1-q0，其中，q0为最近一次计算的该段轨道的不平顺质量指数，当q1-q0大于预设差值阈值时，如果该段轨道的该次的高低不平顺性参数大于最近一次该段轨道的高低不平顺性参数，
分析该段轨道内各个轨道板的信息，判断是否要对轨道板进行检修。
进一步的，所述分析该段轨道内各个轨道板的信息包括：
图像传感器采集该段轨道内各个轨道板的图像信息，设该段轨道内轨道板的个数为m个，m为自然数，分别对各个轨道板的图像进行边缘检测获取轨道板上的裂缝信息，所述裂缝信息包括正面裂缝信息和侧面裂缝信息，根据裂缝信息计算裂缝参考值，
将各个轨道板的裂缝参考值按照从大到小的顺序排序，选取排序前n的轨道板为存疑轨道板，n为自然数，n小于m；
将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析，其中，所述检修数据库用于存储进行修补过的轨道板信息。
进一步的，所述根据裂缝信息计算裂缝参考值包括：
获取正面裂缝沿与轨道垂直方向上的长度l1以及沿与轨道平行方向上的宽度k1，那么正面裂缝参考值p1=a*l1/l0 b*k1/k0,a b=1，a和b位于0到1之间；
获取侧面裂缝沿与轨道垂直方向上的高度h1以及沿与轨道平行方向上的宽度k2，那么侧面裂缝参考值p2=c*h1/h0 d*k2/k0，c d=1，c和d位于0到1之间，其中，l0为轨道板的长，k0为轨道板的宽，h0为轨道板的高，
某个轨道板的裂缝参考值pz=u*p1 v*p2，其中，u v=1，u小于v，u和v位于0到1之间。
进一步的，所述将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析包括：
如果检修数据库中存在存疑轨道板的历史修补信息，获取存疑轨道板的修补参考值x=vc/vz，其中，vc为该块存疑轨道板所用修补材料的体积，vz为该块轨道板的体积；
将修补参考值与预设参考值进行比较，如果修补参考值大于预设参考值，那么获取存疑轨道板的修补时间与当前时间的时间间隔，
当时间间隔大于间隔阈值，将存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像进行相似度比较，
当时间间隔小于等于间隔阈值，采集最近一段时间的每天最高温度的平均值，如果平均值大于等于预设平均值，将存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像进行相似度比较；
其中，在将存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像进行相似度比较时，如果相似度大于等于相似度阈值，那么该存疑轨道板为待检修轨道板。
进一步的，所述将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析还包括：
如果某个存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像的相似度小于相似度阈值时，
分别从该存疑轨道板该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像中提取各个裂缝的端点位置，如果存在该次的裂缝图像中的某个裂缝的端点位置与修补前的裂缝图像的某个裂缝的端点位置在轨道板上的距离小于端点距离参考值，那么该存疑轨道板为待检修轨道板。
进一步的，所述将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析包括：
如果检修数据库中不存在存疑轨道板的历史修补信息，分别采集各个存疑轨道板与其他存疑轨道板之间的距离，
那么某个存疑轨道板的跨度参考值
将各个存疑轨道板的跨度参考值按照从小到大的顺序排序，选取排序第一的存疑轨道板为中心轨道板，以中心轨道板为中心，以预设值半径画出圆形区域，选取圆形区域内的存疑轨道板为待检修轨道板。
一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测系统，所述轨道检测系统包括：
惯导小车，所述惯导小车上设置有多种检测轨道数据信息的传感器，包括测距传感器、测角传感器、惯性传感器、里程传感器、坐标获取传感器和图像传感器；
不平顺质量指数计算模块，用于根据惯导小车上的多种传感器所检测到的数据信息计算各段轨道的不平顺质量指数；
不平顺质量指数比较模块，用于将各段轨道的不平顺质量指数与质量指数阈值进行比较，在不平顺质量指数大于质量指数阈值时，传输信息对该段轨道进行检修，在不平顺质量指数小于等于质量指数阈值时，传输信息令预设差值计算比较模块工作；
预设差值计算比较模块，用于计算该段轨道的不平顺质量指数与最近一次计算的该段轨道的不平顺质量指数之差，在该差大于预设差值阈值时，令高低不平顺性参数计算比较模块工作；
高低不平顺性参数计算比较模块，用于将该段轨道的该次的高低不平顺性参数与最近一次该段轨道的高低不平顺性参数进行比较，在该段轨道的该次的高低不平顺性参数大于最近一次该段轨道的高低不平顺性参数时，令轨道板检修分析判断模块工作；
轨道板检修分析判断模块，用于分析该段轨道内各个轨道板的信息，判断是否要对轨道板进行检修。
进一步的，所述轨道板检修分析判断模块包括：
图像裂缝信息获取模块，用于获取该段轨道内各个轨道板的图像信息，设该段轨道内轨道板的个数为m个，m为自然数，分别对各个轨道板的图像进行边缘检测获取轨道板上的裂缝信息，所述裂缝信息包括正面裂缝信息和侧面裂缝信息，根据裂缝信息计算裂缝参考值；
存疑轨道选取模块，用于将各个轨道板的裂缝参考值按照从大到小的顺序排序，选取排序前n的轨道板为存疑轨道板，n为自然数，n小于m；
数据库比较分析模块，用于将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析，其中，所述检修数据库用于存储进行修补过的轨道板信息；
检修数据库中存在存疑轨道板的历史修补信息时，令第一处理分析模块对存疑轨道板进行分析，
检修数据库中不存在存疑轨道板的历史修补信息时，令第二处理分析模块对存疑轨道板进行分析。
进一步的，所述第一处理分析模块包括：
修补参考值计算比较模块，用于计算存疑轨道板的修补参考值x=vc/vz，其中，vc为该块存疑轨道板所用修补材料的体积，vz为该块轨道板的体积，并将修补参考值与预设参考值进行比较，在修补参考值大于预设参考值时，令时间间隔比较模块工作；
时间间隔比较模块，用于获取存疑轨道板的修补时间与当前时间的时间间隔，在时间间隔大于间隔阈值时，令相似度比较模块工作，在时间间隔小于等于间隔阈值时，令温度采集比较模块工作；
温度采集比较模块，用于采集最近一段时间的每天最高温度的平均值，在平均值大于等于预设平均值时，令相似度比较模块工作；
相似度比较模块，用于将存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像进行相似度比较时，在某块存疑轨道板对应的相似度大于等于相似度阈值时，设该存疑轨道板为待检修轨道板，在某块存疑轨道板对应的相似度小于相似度阈值时，令端点位置采集比较模块工作；
端点位置采集比较模块，分别从存疑轨道板该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像中提取各个裂缝的端点位置，如果存在该存疑轨道板该次的裂缝图像中的某个裂缝的端点位置与修补前的裂缝图像的某个裂缝的端点位置在轨道板上的距离小于端点距离参考值，那么该存疑轨道板为待检修轨道板。
进一步的，所述第二处理分析模块包括：
存疑轨道板距离采集模块，用于采集各个存疑轨道板与其他存疑轨道板之间的距离；
跨度参考值计算排序模块，根据存疑轨道板距离采集模块的采集结果计算各个存疑轨道板的跨度参考值
圆形区域划分选取模块，用于选取排序第一的存疑轨道板为中心轨道板，以中心轨道板为中心，以预设值半径画出圆形区域，选取圆形区域内的存疑轨道板为待检修轨道板。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明先通过惯导小车检测轨道的不平顺性情况，在轨道的不平顺性符合要求后，根据轨道的高低不平顺性情况判断是否对轨道板上的裂缝进行分析，防止轨道板上的裂缝影响扩大，影响轨道的不平顺性导致列车在轨道上进行不安全行驶。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测系统的模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供技术方案：一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测方法，所述轨道检测方法包括：
惯导小车，所述惯导小车上设置有多种检测轨道数据信息的传感器，包括测距传感器、测角传感器、惯性传感器、里程传感器、坐标获取传感器和图像传感器，测距传感器用于测量两轨道之间的距离，测角传感器用于测量惯导小车的实施角度值，从而用于计算轨道水平超高，惯性传感器主要用于测量惯导小车的相对姿态和相对运行轨迹，里程传感器用于实时获取轨道小车当前的里程数据，坐标获取传感器用于实时获取惯导小车的坐标位置，图像传感器用于采集轨道板的图像信息；
根据惯导小车上的多种传感器所检测到的数据信息计算各段轨道的不平顺质量指数，如果某段轨道的不平顺质量指数q1大于质量指数阈值时，传输信息对该段轨道进行检修，
轨道的不平顺质量指数是一种采用数学统计方法描述区段轨道整体质量状态的综合指标和评价方法，轨道的不平顺质量指数是高低、轨向、轨距、水平和三角坑的动态检测数据的统计结果，该值的大小与轨道状态平顺性密切相关，表明一段区域内轨道状态离散的程度，当不平顺质量指数数值越大时，轨道的平顺程度越差、波动性也越大。不平顺质量指数是左高低、右高低、左轨向、右轨向、轨距、水平和三角坑等七项几何不平顺在预设区间段内的标准差之和，惯导小车上设置有多种传感器对轨道的数据进行检测，根据检测到的数据来计算轨道的不平顺质量指数；
如果某段轨道的不平顺质量指数q1小于等于质量指数阈值时，计算q1-q0，其中，q0为最近一次计算的该段轨道的不平顺质量指数，当q1-q0大于预设差值阈值时，如果该段轨道的该次的高低不平顺性参数大于最近一次该段轨道的高低不平顺性参数，分析该段轨道内各个轨道板的信息，判断是否要对轨道板进行检修；
将轨道的该次的不平顺质量指数与最近一次计算的不平顺质量指数进行比较，判断轨道的趋势，如果说q1-q0大于预设差值阈值，说明轨道有往不平顺发展的趋势，本申请中用于判断轨道有往不平顺发展的趋势是否是因为高低不平顺性所导致；高低指钢轨顶面沿纵向在竖直方向的高低起伏变化量，本实施例中的高低不平顺性参数为实测高低与理论高低之差。
所述分析该段轨道内各个轨道板的信息包括：
图像传感器采集该段轨道内各个轨道板的图像信息，设该段轨道内轨道板的个数为m个，m为自然数，分别对各个轨道板的图像进行边缘检测获取轨道板上的裂缝信息，所述裂缝信息包括正面裂缝信息和侧面裂缝信息，根据裂缝信息计算裂缝参考值，
根据裂缝信息计算裂缝参考值包括：
获取正面裂缝沿与轨道垂直方向上的长度l1以及沿与轨道平行方向上的宽度k1，那么正面裂缝参考值p1=a*l1/l0 b*k1/k0,a b=1，a和b位于0到1之间；
获取侧面裂缝沿与轨道垂直方向上的高度h1以及沿与轨道平行方向上的宽度k2，那么侧面裂缝参考值p2=c*h1/h0 d*k2/k0，c d=1，c和d位于0到1之间，其中，l0为轨道板的长，k0为轨道板的宽，h0为轨道板的高，
某个轨道板的裂缝参考值pz=u*p1 v*p2，其中，u v=1，u小于v，u和v位于0到1之间；本实施例中，p1=0.5*l1/l0 0.5*k1/k0，p2=0.45*h1/h0 0.54*k2/k0，pz=0.32*p1 0.68*p2，轨道板的形状大致是呈长方体形状的，轨道是铺设在轨道板上，两轨道之间的面为轨道板的正面，轨道左侧或者右侧的面为轨道板的侧面，在计算正面裂缝参考值和侧面裂缝参考值时，本实施例中选取的是轨道板正面最大的裂缝和轨道板侧面最大的裂缝来计算参考值；本申请中考虑到侧面裂缝中与轨道平行方向上的裂缝更容易导致轨道板与砂浆层分离，并且轨道板与砂浆层分离是轨道板上拱、翘起的主要原因之一，所以在计算裂缝参考值时，侧面裂缝中沿与轨道平行方向上的裂缝的宽度占比权重相对于侧面裂缝中沿与轨道垂直方向上的裂缝的宽度占比权重更高，侧面裂缝参考值的占比权重相对于正面裂缝参考值的占比权重更高；
将各个轨道板的裂缝参考值按照从大到小的顺序排序，选取排序前n的轨道板为存疑轨道板，n为自然数，n小于m；
当轨道板的正面产生裂缝时，裂缝有可能延伸导致轨道板的侧面也产生裂缝，当轨道的侧面产生裂缝时，可能会导致轨道板与砂浆层分离，可能会出现轨道板上拱或者轨道板的四角翘起从而影响轨道的高低不平顺性。
将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析，其中，所述检修数据库用于存储进行修补过的轨道板信息：
当检修数据库中存在存疑轨道板的历史修补信息时，获取存疑轨道板的修补参考值x=vc/vz，其中，vc为该块存疑轨道板所用修补材料的体积，vz为该块轨道板的体积；
将修补参考值与预设参考值进行比较，如果修补参考值大于预设参考值，那么获取存疑轨道板的修补时间与当前时间的时间间隔，
当时间间隔大于间隔阈值，将存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像进行相似度比较，
当时间间隔小于等于间隔阈值，采集最近一段时间的每天最高温度的平均值，如果平均值大于等于预设平均值，将存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像进行相似度比较；
其中，在将存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像进行相似度比较时，
如果相似度大于等于相似度阈值，那么该存疑轨道板为待检修轨道板；
如果某个存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像的相似度小于相似度阈值时，
分别从该存疑轨道板该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像中提取各个裂缝的端点位置，如果存在该次的裂缝图像中的某个裂缝的端点位置与修补前的裂缝图像的某个裂缝的端点位置在轨道板上的距离小于端点距离参考值，那么该存疑轨道板为待检修轨道板；在使用修补材料对轨道板进行修补，虽然能够起到一定的修复作用，但是修补的黏度会小于轨道板本身的黏度，因此当修补时间长了之后或者温差变化比较大的时候，修补了的裂缝有可能又裂开，因此存疑轨道板上的裂缝是否有可能是由之前进行修补过的裂缝延伸而来的；本申请中提取各个裂缝的端点位置是指从裂缝图像上提取裂缝的起点位置或者终点位置，与端点距离参考值所比较的距离可以是该存疑轨道板该次的裂缝图像的裂缝的起点与修补前的裂缝图像的裂缝的起点之间的距离，也可以是该存疑轨道板该次的裂缝图像的裂缝的起点与修补前的裂缝图像的裂缝的终点之间的距离，也可以是该存疑轨道板该次的裂缝图像的裂缝的终点与修补前的裂缝图像的裂缝的终点之间的距离，也可以是该存疑轨道板该次的裂缝图像的裂缝的终点与修补前的裂缝图像的裂缝的起点之间的距离。
当检修数据库中不存在存疑轨道板的历史修补信息时，分别采集各个存疑轨道板与其他存疑轨道板之间的距离，
那么某个存疑轨道板的跨度参考值
将各个存疑轨道板的跨度参考值按照从小到大的顺序排序，选取排序第一的存疑轨道板为中心轨道板，以中心轨道板为中心，以预设值半径画出圆形区域，选取圆形区域内的存疑轨道板为待检修轨道板。相邻的轨道板环境、受力是比较相似的，当某一块区域内的存疑轨道板比较多时，说明该地方区域存在问题的几率越大，因此对存疑轨道板比较密集的地方进行分析检修。在选取了可以通过其他方式比如红外装置对待检修轨道板进行进一步的采集分析。
一种基于惯导系统及多种传感器组合的轨道检测系统，所述轨道检测系统包括：
惯导小车，所述惯导小车上设置有多种检测轨道数据信息的传感器，包括测距传感器、测角传感器、惯性传感器、里程传感器、坐标获取传感器和图像传感器；
不平顺质量指数计算模块，用于根据惯导小车上的多种传感器所检测到的数据信息计算各段轨道的不平顺质量指数；
不平顺质量指数比较模块，用于将各段轨道的不平顺质量指数与质量指数阈值进行比较，在不平顺质量指数大于质量指数阈值时，传输信息对该段轨道进行检修，在不平顺质量指数小于等于质量指数阈值时，传输信息令预设差值计算比较模块工作；
预设差值计算比较模块，用于计算该段轨道的不平顺质量指数与最近一次计算的该段轨道的不平顺质量指数之差，在该差大于预设差值阈值时，令高低不平顺性参数计算比较模块工作；
高低不平顺性参数计算比较模块，用于将该段轨道的该次的高低不平顺性参数与最近一次该段轨道的高低不平顺性参数进行比较，在该段轨道的该次的高低不平顺性参数大于最近一次该段轨道的高低不平顺性参数时，令轨道板检修分析判断模块工作；
轨道板检修分析判断模块，用于分析该段轨道内各个轨道板的信息，判断是否要对轨道板进行检修。
所述轨道板检修分析判断模块包括：
图像裂缝信息获取模块，用于获取该段轨道内各个轨道板的图像信息，设该段轨道内轨道板的个数为m个，m为自然数，分别对各个轨道板的图像进行边缘检测获取轨道板上的裂缝信息，所述裂缝信息包括正面裂缝信息和侧面裂缝信息，根据裂缝信息计算裂缝参考值；
存疑轨道选取模块，用于将各个轨道板的裂缝参考值按照从大到小的顺序排序，选取排序前n的轨道板为存疑轨道板，n为自然数，n小于m，n大于1；
数据库比较分析模块，用于将存疑轨道板与检修数据库内的信息进行比较做进一步的判断分析，其中，所述检修数据库用于存储进行修补过的轨道板信息；
检修数据库中存在存疑轨道板的历史修补信息时，令第一处理分析模块对存疑轨道板进行分析，
检修数据库中不存在存疑轨道板的历史修补信息时，令第二处理分析模块对存疑轨道板进行分析。
所述第一处理分析模块包括：
修补参考值计算比较模块，用于计算存疑轨道板的修补参考值x=vc/vz，其中，vc为该块存疑轨道板所用修补材料的体积，vz为该块轨道板的体积，并将修补参考值与预设参考值进行比较，在修补参考值大于预设参考值时，令时间间隔比较模块工作；
时间间隔比较模块，用于获取存疑轨道板的修补时间与当前时间的时间间隔，在时间间隔大于间隔阈值时，令相似度比较模块工作，在时间间隔小于等于间隔阈值时，令温度采集比较模块工作；
温度采集比较模块，用于采集最近一段时间的每天最高温度的平均值，在平均值大于等于预设平均值时，令相似度比较模块工作；
相似度比较模块，用于将存疑轨道板的该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像进行相似度比较时，在某块存疑轨道板对应的相似度大于等于相似度阈值时，设该存疑轨道板为待检修轨道板，在某块存疑轨道板对应的相似度小于相似度阈值时，令端点位置采集比较模块工作；
端点位置采集比较模块，分别从存疑轨道板该次的裂缝图像和修补前的裂缝图像中提取各个裂缝的端点位置，如果存在该存疑轨道板该次的裂缝图像中的某个裂缝的端点位置与修补前的裂缝图像的某个裂缝的端点位置在轨道板上的距离小于端点距离参考值，那么该存疑轨道板为待检修轨道板。
所述第二处理分析模块包括：
存疑轨道板距离采集模块，用于采集各个存疑轨道板与其他存疑轨道板之间的距离；
跨度参考值计算排序模块，根据存疑轨道板距离采集模块的采集结果计算各个存疑轨道板的跨度参考值
圆形区域划分选取模块，用于选取排序第一的存疑轨道板为中心轨道板，以中心轨道板为中心，以预设值半径画出圆形区域，选取圆形区域内的存疑轨道板为待检修轨道板。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
