CN113048910A - 一种用于钢轨廓形检测的装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于钢轨廓形检测的装置及检测方法。用于钢轨廓形检测的装置包括：线激光器，设置在待检测钢轨的一侧，且配置为能直接照射待待检测钢轨的一部分表面；反射镜，设置在待检测钢轨另一侧，且配置为能将线激光器的部分激光光条反射到待测钢轨未被线激光器照射的至少部分表面；图像获取模块，配置为获取待检测钢轨的漫反射激光光信号，以生成待检测钢轨表面的图像。用于钢轨廓形检测的装置通过比对照到钢轨上表面的出射光及反射光的光条是否重合判断左侧的轮廓信息和右侧的轮廓信息是否为钢轨同一切面的轮廓信息，进而采集钢轨的轮廓信息，过程简单，避免了更多光条重合带来的系统调试的需求增加及系统误差的产生。

Description

一种用于钢轨廓形检测的装置及检测方法

技术领域

本发明涉及测控装置领域，特别涉及一种用于钢轨廓形检测的装置及检测方法。

背景技术

由于钢轨廓形的变化直接关系到铁路钢轨的安全运行，而钢轨廓形检测有助于掌握钢轨服役状态、指导钢轨打磨作业，是铁路运营维护的重要手段。常用的检测方法分为接触检测和非接触检测，由于接触检测的人工成本高，效率低，目前大多数钢轨检测都是采用非接触检测。非接触检测主要原理是基于线结构光的机器视觉检测方法。

现有技术中介绍了一种基于偏振成像的钢轨廓形检测装置，在钢轨左右两侧分别布置一套激光摄像主件包括线激光器、线偏振片、镜头、相机，其中线偏振片分别加装于所述线激光器和镜头的前端；线激光器发射的光刀平面垂直入射到钢轨表面，形成的漫反射光作为测量信号，经过机器视觉镜头成像后聚焦于相机的图像传感器CCD上。物体表面的反射主要分为镜面反射和漫反射，在该测量光路中，钢轨表面的漫反射光是测量信号，而镜面反射光是干扰信号。在钢轨两侧各有一套线结构光摄像组件，分别采集钢轨左右侧轮廓。结合CCD上光条的图像和已标定好的相机内外参数，通过钢轨左右侧廓形拼接，即可反算出钢轨的轮廓信息。然而，由于上述技术中仍然存在一些问题，装置中使用了两个线激光器和两个相机及镜头，采用了两个线激光器，就会存在激光器配准的问题，因为不同的线激光器出射的激光光条在空间上有细微差异，即使将两个线激光器放在同一平面上，两个线激光器出射的两条激光光条在钢轨表面不会完全重合，可能会有夹角以及有一定的间隙，此时调节激光器比较困难和麻烦，需要花费较多时间和精力才能将两条钢轨表面的光条重合，否则将大大影响标定误差，最终可能会导致得到的钢轨轮廓信息不真实。并且同时使用两台线激光器成本较大，线激光器的发散角较大的情况下，除了照射到钢轨表面还照射到其他与检测无关的范围，造成能量的浪费。

现有技术中还提出了一种应用于钢轨廓形检查仪上的反射镜结构，包括一内侧反射镜组件，内侧反射镜组件包括：第一固定座安装于主机底面下邻近通孔的一端；第一支撑臂与第一固定座径向转动连接；第一反射镜安装板安装于第一支撑臂上；第一反射镜安装于第一反射镜安装板上。而上述现有技术提出的方案是用一个线激光器垂直照射钢轨，然后在钢轨两侧分别放置有两组反射镜，通过调节反射镜从而使激光光条照射到线激光器照射不到的表面，但是由于使用了两组反射镜，而反射镜反射的激光光条和线激光器出射的光条也需要尽量重合，才能使标定误差最小，因此需要同时调节两组反射镜，将三条激光光条重合，才能完成钢轨轮廓信息的采集。

综上所述，现有的技术中的钢轨廓形检测装置结构复杂，调节困难，成本较大，对激光光能的利用率低。本发明针对以上现有技术中的弊病，提出了一种简便快速的钢轨检测装置及检测方法，只需调节一块反射镜就能达到光条重合，操作简单。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种用于钢轨廓形检测的装置。

所述用于钢轨廓形检测的装置包括：

线激光器，设置在待检测钢轨的一侧，且配置为能直接照射待检测钢轨的一部分表面；

反射镜，设置在待检测钢轨另一侧，且配置为能将所述线激光器的部分激光光条反射到待测钢轨未被所述线激光器直接照射的至少部分表面；

图像获取模块，配置为获取待检测钢轨的漫反射激光光信号，以生成待检测钢轨表面的图像。

所述用于钢轨廓形检测的装置通过比对照到钢轨上表面的出射光及反射光的光条是否重合判断左侧的轮廓信息和右侧的轮廓信息是否为钢轨同一切面的轮廓信息，过程简单，避免更多光条重合带来的系统调试需求增加及系统误差的产生。

所述用于钢轨廓形检测的装置简化为可仅使用一个线激光器及一块反射镜得到钢轨的轮廓信息，避免使用更多激光器带来的系统调试和误差，同时可以提高激光利用率，降低成本。

进一步地，所述线激光器发射的一条边界激光光条与竖直平面的倾斜角度为β角，所述β角满足下列关系：

其中，所述线激光器的出射点S与待检测钢轨直接照射面的底部C的垂直距离为h，所述线激光器的出射点S与待检测钢轨中心线O的水平距离为d1，待检测钢轨中心线O到待检测钢轨底部C距离为m。

满足

时，所述线激光器的激光光条的直接照射区域可以覆盖到待检测钢轨的底部。

进一步地，所述用于钢轨廓形检测的装置还包括位置调节机构，所述位置调结构用于调整所述反射镜的三维空间位置和倾斜角度。

所述位置调节机构调节所述反射镜，使没有照到钢轨的光条经所述反射镜的反射后照到钢轨另一侧表面及上表面，照到钢轨上表面的出射光及反射光的光条重合，使获得的两侧轮廓信息为钢轨同一切面的轮廓信息。

进一步地，所述β角满足下列关系：

所述反射镜与水平方向垂直设置。

本发明通过固定所述线激光器的出射点S与钢轨中心线O的水平距离d1及所述线激光器与水平平面的高度h，使得所述线激光器与竖直方向的夹角β发射光线，在此种情况下发射光线尽量照射在钢轨上，线激光器能量利用率最大，避免了能量的浪费。

当所述反射镜与水平方向存在夹角时，为了使钢轨的另一侧表面及上表面被反射光照到，要求所述线激光器的发散角具有更大的张角，且在此情况下一部分反射光的照射区域超出钢轨另一侧表面及上表面的范围，造成激光能量的浪费。

进一步地，线段AB为所述反射镜的最小尺寸，线段AB的长度lAB满足下列关系式：

其中，G点为经过发射点S的水平线与所述反射镜所在竖直平面的交点，A点为所述反射镜的上端极限点，所述线激光器的出射点S关于所述反射镜竖直平面的镜像点为S’，S’E与钢轨上表面的左侧相切，E为切点，S’E与所述线激光器出射光线边界线相交于A点，所述线段GA的长度lGA满足下列关系式：

线段SG与通过钢轨上表面的边界光条的夹角为γ，γ＝90-θ-β，其中θ为所述线激光器的发散角，d2为钢轨中心线O到反射镜竖直平面的距离；

B点为所述反射镜的下端极限点，镜像点S’与钢轨右侧表面的底部D的连线为S’D，SF的延长线与S’D相交于B点，线段SF与线段SC之间的夹角为α，线段SG与SF的夹角为90-α-β，所述线段GB的长度lGB满足下列关系式：

通过上述计算得到所述反射镜长度的最小尺寸，以满足出射光经过所述反射镜的反射作用照射到钢轨的右侧表面和上表面的要求，以利于所述红外相机采集到另一侧轮廓及反射光照到上表面所形成的光条信息。通过比较反射光照到上表面所形成的光条和入射光照到钢轨上表面所形成的光条比较是否重合，用来判断两侧轮廓信息是否属于钢轨的同一切面信息。在所述线激光器对钢轨的位置确定、β角确定及钢轨的模型和尺寸都确定的情况下，上述判断结果作为调整所述反射镜的位置和倾斜角度的依据。

进一步地，所述反射镜为正方形，所述反射镜的边长L满足下列关系：

L≥lAB。

当正方形的反射镜边长满足条件：L≥l_AB，由于激光光条的宽度比较窄，远小于正方形的边长，在此情况下，所述反射镜能够使钢轨的另一侧表面和上表面被反射光完全覆盖到。

进一步地，所述反射镜为长方形，所述反射镜的长边L_长及短边L_短满足下列关系：

L_长≥l_AB

L_短≥激光光条宽度

只有当长方形的反射镜边长满足条件：长边L_长≥l_AB，且L_短≥激光光条宽度，在此情况下，所述反射镜能够使钢轨的另一侧表面和上表面被反射光完全覆盖到。

本发明还提供了一种用于钢轨廓形检测的装置的检测方法。所述用于钢轨廓形检测的装置的检测方法，包括以下步骤：

S1：确定线激光器的位置，所述线激光器发射的光条覆盖钢轨的一侧及上表面，部分光条通过钢轨上表面的上方。

S2：确定反射镜的位置及大小，所述反射镜将S1中将通过钢轨上方的光条反射到钢轨另一侧表面及上表面。

S3：以S1中光条在钢轨上表面覆盖的区域为基准，调节所述反射镜的位置和角度，使S2中反射光条在钢轨上表面覆盖的区域与S1中光条在钢轨上表面覆盖的区域重合。

S4：检测模块采集钢轨两侧的轮廓信息。

进一步地，确定线激光器的位置包括以下步骤：

S1：设置线激光器，测量所述线激光器的出射点S与钢轨一侧表面的底部C的垂直距离h，所述线激光器的出射点S与钢轨中心线O的水平距离d1，钢轨中心线O到左侧表面的底部C距离m。

S2：根据S1中的测量结果及线激光器发射的一条边界光条与竖直平面的倾斜角度β角的关系

确定线激光器发射激光的角度。

S3：判断线激光器发射的另一条边界光条能否通过钢轨的上表面的上方照射到反射镜，线激光器发射的另一条边界光条不能通过钢轨的上表面的上方照射到反射镜的时候，重新进行S1及S2的步骤，直到线激光器发射的另一条边界光条能通过钢轨的上表面的上方照射到反射镜。

进一步地，确定反射镜的位置及大小包括以下步骤：

S1：反射镜设置于钢轨的另一侧，测量线激光器的出射点S与钢轨中心线O的水平距离d1，反射镜竖直平面与钢轨中心线O距离d2，线激光器的出射点S与钢轨一侧表面的底部C的垂直距离h，钢轨中心线O到左侧表面的底部C距离m。

S2：按下列关系式计算线段GA的长度lGA：

G点为经过发射点S的水平线与所述反射镜所在竖直平面的交点，A点为所述反射镜的上端极限点，线激光器的出射点S关于所述反射镜竖直平面的镜像点为S’，S’E与钢轨上表面的左侧相切，E为切点，S’E与所述线激光器出射光线边界线相交于A点，线段SG与通过钢轨上表面的边界光条的夹角为γ，γ＝90-θ-β，其中θ为所述线激光器的发散角，

S3：测量夹角α，按下列关系式计算线段GB的长度lGB：

B点为所述反射镜的下端极限点，镜像点S’与钢轨右侧表面的底部D的连线为S’D，SF的延长线与S’D相交于B点，线段SF与线段SC之间的夹角为α，线段SG与SF的夹角为90-α-β。

S4：根据S2及S3的计算结果，按下列关系式计算线段AB的长度lAB：

S5：选取反射镜，反射镜的垂直长度大于或等于S4的计算得到的线段AB的长度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提出的一种用于钢轨廓形检测的装置的结构示意图；

图2为图1中线激光器的光路示意图；

图3为图1中用于钢轨廓形检测的装置的另一角度的结构示意图；

图4为本发明实施例提出的与水平面不同角度的反射镜的反射光光路示意图。

其中，01为红外相机，02为镜头，03为线激光器，04为反射镜，05为钢轨。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

现有的技术中由于使用了两组反射镜，而反射镜反射的激光光条和线激光器出射的光条也需要尽量重合，才能使标定误差最小，因此需要同时调节两组反射镜，将三条激光光条重合，才能完成钢轨轮廓信息的采集。钢轨廓形检测装置结构复杂，需要调节两条激光光路涉及的组件才能获得钢轨两侧轮廓的完整信息，操作困难，本发明针对现有技术中的弊病，提出了一种用于钢轨廓形检测的装置，检测过程简便快速，只需调节一块反射镜就能获得钢轨两侧轮廓的完整信息，操作简单，同时可以提高激光利用率，降低成本。

请参阅图1，图1为本发明实施例提出的一种用于钢轨廓形检测的装置的结构示意图。所述用于钢轨廓形检测的装置1，包括红外相机01、镜头02、线激光器03和反射镜04。红外相机01及激光镜头02构成图像获取模块，用以采集钢轨05两侧表面及上表面的轮廓信息，所述红外相机01和镜头02包括两组组件，分设于钢轨05的左右两侧。

所述线激光器03发射的激光光条为一平面，由于激光不能穿透所述钢轨05，那么单个线激光器照射钢轨表面，无论怎么放置所述线激光器03都无法将整个所述钢轨05的表面照射到，即无法同时照射到所述钢轨05上表面及轨面两侧。

针对上述问题，本实施例采用一个所述线激光器03及一块所述反射镜04即可获得所述钢轨05的两侧轮廓信息。在本实施例中，所述线激光器03及反射镜04分设于所述钢轨05的左右两侧，所述线激光器03设置与所述钢轨05的左侧斜上方，所述反射镜04设置于所述钢轨05的右侧。所述线激光器03与所述反射镜04反向设置亦可。

请参阅图2，图2为图1中线激光器的光路示意图。所述线激光器03的激光发射点为S，从S发射的射出光线边界线与所述钢轨05的左侧表面交于所述钢轨左侧底部C，从S发射的射出光线的另一条边界线与所述反射镜的反射面交于A。从S发射的射出光线与所述钢轨05的上表面相切，切点为F，SF的延长线与所述反射镜04交于B。射线SC及SF之间的光条照射到了所述钢轨05的左侧表面及上表面，射线SF及SA之间的光条没有照射到所述钢轨05表面而是从所述钢轨05上表面上方通过，照射到位于所述钢轨05右侧的所述反射镜04反射面上，通过所述反射镜04的镜面反射将剩余的光条反射到所述钢轨05右侧表面。经A的反射线与所述钢轨05的上表面相切，切点为E，B的反射线与所述钢轨05的右侧表面相交于所述钢轨05右侧底部D。所述反射镜04的反射光光条将所述钢轨05的右侧表面及上表面覆盖。由此，所述钢轨05的两侧表面及上表面轮廓被覆盖。通过位于所述钢轨05左右两侧的所述红外相机01和镜头02，即可采集到所述钢轨05的左右侧轮廓信息，结合所述红外相机01图像传感器CCD上光条的图像和已标定好的相机内外参数，将通过所述钢轨05左右侧廓形拼接，即可反算出所述钢轨05的轮廓信息。

本实施例的所述用于钢轨廓形检测的装置1仅用一组所述线激光器03及反射镜04即实现了获取所述钢轨05两侧轮廓信息的需求。与现有技术相比，精简了构件，使系统的调试更加方便，操作简单，同时节约了成本。

此时，所述线激光器03从S发射的射出光线边界线刚好照射到了所述钢轨05的左侧表面的底部，没有照射到其他与信息采集无关的区域，对于所述线激光器03的激光光能利用的程度达到了最高。同时，经所述反射镜04反射的光线也刚好照到了所述钢轨05的右侧表面底部，使反射光的利用率达到最高。在此情况下，所述激光器03的具有最佳位置，所述反射镜04具有最佳角度和最小尺寸。

请参阅图3，图3为图1中用于钢轨廓形检测的装置的另一角度的结构示意图。为了将所述线激光器03的光条能量完全利用、不损失，必须使所述线激光器03与竖直方向呈一定的角度β，并保证线所述激光器03出射的光条边缘能照射到所述钢轨底部05最左侧表面，所以线激光器03的出射光线SC与所述钢轨05底部最左侧表面交于C，假定已知线激光器的出射点与钢轨底部最左端C之间的垂直距离h、钢轨中心O到C之间的距离OC的值为m以及钢轨底部中心O到出射点之间的水平距离OK的值为d1，则通过几何关系算出角度β等于：

为了最大限度的利用反射光，所述反射镜04具有最佳角度，即所述反射镜04与水平面垂直设置。请参照图4，图4为本发明实施例提出的与水平面不同角度的反射镜的反射光光路示意图。

AB所在的具有不同夹角反射镜与水平面垂直设置，此时所述线激光器的发射角为θ，而JL在的所述反射镜则与水平面倾斜设置，为了使反射光的照射区域覆盖到所述钢轨05右侧表面及上表面需要所述线激光器03具有比发射角θ更大的反射角θ’，同时反射光的另一条边界反射光LM照射的区域超出了需要照射的区域，最造成了激光光能的浪费。因此，与水平面垂直设置所述反射镜04可以进一步提高对所述线激光器03的激光光条能量利用率。

所述反射镜04存在小尺寸。请参阅图3，图3为图1中用于钢轨廓形检测的装置的另一角度的结构示意图。

所述反射镜04镜面到钢轨底部中心O点的水平距离OH的值为d2(d₂＞m)，则所述线激光器03出射点S到所述反射镜04反射面的距离KH为d1+d2，此时以所述反射镜04反射面为基准，作出射点S在所述反射镜04后的镜像点S’，此时以S’为起点，作一条与钢轨上轨面左侧相切的直线S’E，E为切点，S’E会与线激光器另外一条末端出射光线相交于一点A，则A点即为所述反射镜04镜面的上端极限点；如果能确定另外一个下端极限点，就能得到所述反射镜04的最小镜面尺寸。连接镜像点S’与钢轨底部最右侧端点D，得到直线S’D，同时以出射点S为起点作一条与钢轨上轨面右侧表面相切的直线SF，切点为F，并延长直线SF直到与直线S’D相交，得到交点B，则B点即为所述反射镜04镜面的下端极限点，通过直线AB的距离就能确定所述反射镜04的最小镜面尺寸。由于前面已经算出角度β的大小，则线段SA与水平方向的夹角γ＝90°-θ-β；则线段GA的长度可计算得到:

由于所述铁轨05尺寸是已知确定的，那么出射点S位置固定之后，尺寸也确定了，则S点到所述钢轨05底部左侧C点的线段SC的长度也是定值，所述钢轨05上表面右侧切线SF的长度也是定值，SC和SF不会随着所述反射镜04镜面到钢轨底部中心O点的垂直距离d1的改变而变化，因此SC与SF之间的夹角α也是定值，相当于一个已知量，那么线段SG与SF(SB)的夹角等于90°-(α+β)；由于SG的长度已知为d1+d2，那么GB的长度就能计算得到：

由线段GA和GB的长度就能算出线段AB的长度也就是所述反射镜04镜面的最小尺寸：

所述反射镜04在满足上述最小条件的情况下，其反射光的范围才能覆盖到所述钢轨05的右侧表面和上表面。

当所述反射镜04的形状为正方形时，在当正方形的所述反射镜04边长需满足条件：L≥l_AB，由于激光光条的宽度比较窄，远小于正方形的边长，所述反射镜04能够使所述钢轨05的右侧表面和上表面被反射光完全覆盖到。

当所述反射镜04的形状为长方形时需满足条件：L_长≥l_ABAB，且L_短≥激光光条宽度，所述反射镜04能够使所述钢轨05的右侧表面和上表面被反射光完全覆盖到。

现有的技术中对于所述钢轨05两侧轮廓信息的判断需要，两条光路中的每一条光路将出射光和反射光进行比对，在一条光路的检测结果作为标准值和作为被检测对象进行对比的另一条光路测量结果来对比则需要比较测量三个光条是否重合，难度相对较大。

本实施例通过简化结构仅需要判断两个光条是否重合即可。请参阅图3，图3为图1中用于钢轨廓形检测的装置的另一角度的结构示意图。出射光和反射光在所述钢轨05上表面重合时，射线SF和AE相交于I，出射光和入射光有共同覆盖的区域，即三角形ΔIEF。由于所述线激光器03和反射镜04会存在装配误差，光线AE和SF可能会出现不重叠的情况，此时需要对用于钢轨廓形检测的装置01进行调整。

本实施例的还包括位置调节机构，所述位置调结构用于调整所述反射镜04的三维空间位置和倾斜角度，以使经所述反射镜04反射的光路和入射光的光路重合，即存在共同覆盖的区域三角形ΔIEF，以确保得到的所述钢轨05的两侧的轮廓信息属于同一钢轨切面。

优选地，所述位置调节机构为三维调节架。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上公开的仅为本发明的具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于钢轨廓形检测的装置，其特征在于，包括：

线激光器，设置在待检测钢轨的一侧，且配置为能直接照射待检测钢轨的一部分表面；

反射镜，设置在待检测钢轨另一侧，且配置为能将所述线激光器的部分激光光条反射到待测钢轨未被所述线激光器直接照射的至少部分表面；

图像获取模块，配置为获取待检测钢轨的漫反射激光光信号，以生成待检测钢轨表面的图像。

2.根据权利要求1所述的用于钢轨廓形检测的装置，其特征在于，所述线激光器发射的一条边界激光光条与竖直平面的倾斜角度为β角，所述β角满足下列关系：

其中，所述线激光器的出射点S与待检测钢轨直接照射面的底部C的垂直距离为h，所述线激光器的出射点S与待检测钢轨中心线O的水平距离为d1，待检测钢轨中心线O到待检测钢轨底部C距离为m。

3.根据权利要求1或2所述的用于钢轨廓形检测的装置，其特征在于，所述用于钢轨廓形检测的装置还包括位置调节机构，所述位置调结构用于调整所述反射镜的三维空间位置和倾斜角度。

4.根据权利要求2所述的用于钢轨廓形检测的装置，其特征在于，所述β角满足下列关系：

所述反射镜与水平方向垂直设置。

5.根据权利要求4所述的用于钢轨廓形检测的装置，其特征在于，线段AB为所述反射镜的最小尺寸，线段AB的长度lAB满足下列关系式：

其中，G点为经过发射点S的水平线与所述反射镜所在竖直平面的交点，A点为所述反射镜的上端极限点，所述线激光器的出射点S关于所述反射镜竖直平面的镜像点为S’，S’E与钢轨上表面的左侧相切，E为切点，S’E与所述线激光器出射光线边界线相交于A点，所述线段GA的长度lGA满足下列关系式：

线段SG与通过钢轨上表面的边界光条的夹角为γ，γ＝90-θ-β，其中θ为所述线激光器的发散角，d2为钢轨中心线O到反射镜竖直平面的距离；

B点为所述反射镜的下端极限点，镜像点S’与钢轨右侧表面的底部D的连线为S’D，SF的延长线与S’D相交于B点，线段SF与线段SC之间的夹角为α，线段SG与SF的夹角为90-α-β，所述线段GB的长度lGB满足下列关系式：

。

6.根据权利要求5所述的用于钢轨廓形检测的装置，其特征在于，所述反射镜为正方形，所述反射镜的边长L满足下列关系：

L≥l_AB。

7.根据权利要求5所述的用于钢轨廓形检测的装置，其特征在于，所述反射镜为长方形，所述反射镜的长边L_长及短边L_短满足下列关系：

L_长≥l_AB

L_短≥激光光条宽度。

8.权利要求1所述的用于钢轨廓形检测的装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：确定线激光器的位置，所述线激光器发射的光条覆盖钢轨的一侧及上表面，部分光条通过钢轨上表面的上方；

S2：确定反射镜的位置及大小，所述反射镜将S1中通过钢轨上方的光条反射到钢轨另一侧表面及上表面；

S3：以S1中光条在钢轨上表面覆盖的区域为基准，调节所述反射镜的位置和角度，使S2中反射光条在钢轨上表面覆盖的区域与S1中光条在钢轨上表面覆盖的区域重合；

S4：检测模块采集钢轨两侧的轮廓信息。

9.根据权利要求8所述的用于钢轨廓形检测的装置的检测方法，其特征在于，确定线激光器的位置包括以下步骤：

S1：设置线激光器，测量所述线激光器的出射点S与钢轨一侧表面的底部C的垂直距离h，所述线激光器的出射点S与钢轨中心线O的水平距离d1，钢轨中心线O到左侧表面的底部C距离m；

S2：根据S1中的测量结果及线激光器发射的一条边界光条与竖直平面的倾斜角度β角的关系

确定线激光器发射激光的角度；

S3：判断线激光器发射的另一条边界光条能否通过钢轨的上表面的上方照射到反射镜，线激光器发射的另一条边界光条不能通过钢轨的上表面的上方照射到反射镜的时候，重新进行S1及S2的步骤，直到线激光器发射的另一条边界光条能通过钢轨的上表面的上方照射到反射镜。

10.根据权利要求9所述的用于钢轨廓形检测的装置的检测方法，其特征在于，确定反射镜的大小包括以下步骤：

S1：反射镜设置于钢轨的另一侧，测量线激光器的出射点S与钢轨中心线O的水平距离d1，反射镜竖直平面与钢轨中心线O距离d2，线激光器的出射点S与钢轨一侧表面的底部C的垂直距离h，钢轨中心线O到左侧表面的底部C距离m；

S2：按下列关系式计算线段GA的长度lGA：

G点为经过发射点S的水平线与所述反射镜所在竖直平面的交点，A点为所述反射镜的上端极限点，线激光器的出射点S关于所述反射镜竖直平面的镜像点为S’，S’E与钢轨上表面的左侧相切，E为切点，S’E与所述线激光器出射光线边界线相交于A点，线段SG与通过钢轨上表面的边界光条的夹角为γ，γ＝90-θ-β，其中θ为所述线激光器的发散角，

S3：测量夹角α，按下列关系式计算线段GB的长度lGB：

B点为所述反射镜的下端极限点，镜像点S’与钢轨右侧表面的底部D的连线为S’D，SF的延长线与S’D相交于B点，线段SF与线段SC之间的夹角为α，线段SG与SF的夹角为90-α-β；

S4：按下列关系式计算线段AB的长度lAB：

S5：选取反射镜，反射镜的垂直长度大于或等于S4的计算得到的线段AB的长度。

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