一種軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的脈沖噪聲濾波方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的脈沖噪聲濾波方法及裝置，方法包括：對(duì)采集到的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高通濾波處理，生成濾除趨勢(shì)項(xiàng)的軌道幾何不平順數(shù)據(jù)；將短波區(qū)段的能量大于預(yù)設(shè)閾值的區(qū)段的幾何不平順數(shù)據(jù)置零，生成濾除分片脈沖噪聲的軌道幾何數(shù)據(jù)序列；以預(yù)設(shè)的差分個(gè)數(shù)和T-S模型對(duì)所述離散軌道幾何數(shù)據(jù)序列按序進(jìn)行向前差分計(jì)算，生成差分值；根據(jù)當(dāng)前軌道幾何數(shù)據(jù)的差分值的絕對(duì)值、預(yù)設(shè)的閾值以及預(yù)設(shè)的模糊規(guī)則計(jì)算當(dāng)前軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度；根據(jù)各軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度對(duì)各離散軌道幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插值修正，生成濾波后的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)。避免了計(jì)算規(guī)則激發(fā)度量函數(shù)和模糊基函數(shù)的值，效率提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
【專利說明】一種軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的脈沖噪聲濾波方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)，具體的講是一種軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的脈沖噪聲濾波方 法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 高速鐵路對(duì)軌道提出了高平順的要求，即使是幅值較小的不平順，對(duì)高速車輛運(yùn) 行安全性、平穩(wěn)性、舒適性，以及環(huán)境噪聲也會(huì)產(chǎn)生較大的影響。利用軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)可 以及時(shí)發(fā)現(xiàn)軌道幾何病害，確保高速列車安全可靠運(yùn)行，并為軌道調(diào)整提供理論依據(jù)。軌道 幾何檢測(cè)系統(tǒng)采用激光掃描和圖像處理等技術(shù)，按照慣性基準(zhǔn)原理，對(duì)位移、加速度和角速 度信號(hào)進(jìn)行濾波、補(bǔ)償和合成得到軌距、高低、軌向、水平等幾何不平順參數(shù)，檢測(cè)精度可以 達(dá)到幾十分之一毫米。
[0003] 安裝有軌道幾何檢測(cè)系統(tǒng)的綜合檢測(cè)車或軌道檢測(cè)車在運(yùn)行過程中，不可避免受 到車輛振動(dòng)、天氣、溫度變化等干擾，給檢測(cè)結(jié)果的精度帶來影響。通過振動(dòng)和溫度補(bǔ)償，可 以有效提高軌道檢測(cè)數(shù)據(jù)的精度。外界陽光反射、傳感器和數(shù)據(jù)傳輸誤差、道岔處激光偏離 正常檢測(cè)點(diǎn)、圖像干擾等原因，會(huì)導(dǎo)致鐵路軌道幾何不平順檢測(cè)數(shù)據(jù)中包含脈沖噪聲。其 中最難診斷和處理的是脈沖噪聲，包括分片脈沖噪聲和單一脈沖噪聲，又叫局部毛刺，如圖 1?圖2所示。脈沖噪聲容易產(chǎn)生虛假的大幅值軌道幾何。因此，應(yīng)在超限判斷、廣義能量 指數(shù)、軌道質(zhì)量指數(shù)、軌道譜等狀態(tài)指標(biāo)計(jì)算之前對(duì)其進(jìn)行處理。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)脈沖噪聲的處理通常包括人工和自動(dòng)兩種處理手段。人工方法主要 借助專家多年積累的經(jīng)驗(yàn)，并且只能離線完成，其經(jīng)驗(yàn)不能直接移植到車上的軌道幾何檢 測(cè)系統(tǒng)中。同時(shí)車上的檢測(cè)人員為了實(shí)時(shí)跟蹤和編輯幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)中的脈沖噪聲，需要花 費(fèi)大量的時(shí)間和精力。此外，不同的檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)和水平不同，對(duì)超限大值和脈沖噪聲的 分辨能力存在較大差別，以致出現(xiàn)不同檢測(cè)人員可能給出不同的診斷和處理結(jié)果。因此，在 車上依靠人工剔除脈沖噪聲存在效率低下和評(píng)判結(jié)果多樣性的問題。
[0005] 自動(dòng)診斷和濾除脈沖噪聲是一個(gè)比較普遍的問題，在過程控制、聲音信號(hào)處理、圖 像處理中也經(jīng)常碰到。近二十年來，不少學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了比較深入的研究，并提出了大量的 處理方法，如信號(hào)振幅或?qū)?shù)突變法、低通濾波法、中值濾波法、非線性濾波法、模糊濾波法 等。對(duì)于長(zhǎng)度為1的單點(diǎn)脈沖噪聲，信號(hào)振幅或?qū)?shù)突變法是一種簡(jiǎn)單而有效的方法，但是 當(dāng)脈沖噪聲長(zhǎng)度大于1時(shí)，該方法不能完整地濾除脈沖噪聲。
[0006] 低通濾波方法假定脈沖噪聲分布在信號(hào)的高頻段，通過截?cái)喔哳l部分實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖 噪聲的濾波。通常來說，脈沖噪聲是全頻段的，因此，低通濾波方法可以減輕脈沖噪聲，但不 能完整濾除。此外，與中值濾波法是全區(qū)域算法一樣，它不能分辨被和未被脈沖噪聲污染 的信號(hào)，造成軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)精度下降，對(duì)于需要滿足高精度的高速軌道幾何檢測(cè)來說， 這是難以接受的。中值濾波法是一種滑動(dòng)平均法，它在處理脈沖噪聲的同時(shí)，也對(duì)未被污染 的信號(hào)進(jìn)行了改變。有序中值濾波法是中值濾波法一種改進(jìn)，它根據(jù)信號(hào)與其相鄰信號(hào)的 相似性來判斷其是否已被脈沖噪聲污染，若是，則用其有序中值代替原信號(hào)。由于其采用帶 符號(hào)的原信號(hào)與有序中值的差來識(shí)別脈沖噪聲，因此它一般只適合處理局部增大的脈沖噪 聲，對(duì)于局部減少的脈沖噪聲的處理可能出錯(cuò)。這種情況在聲音信號(hào)中一般不會(huì)出現(xiàn)，而在 軌道幾何數(shù)據(jù)中卻大量存在。
[0007] 脈沖噪聲的非線性濾波方法雖然可以有效地提高處理精度，但其巨大的計(jì)算量讓 人難以接受，而鐵路里程長(zhǎng)，軌道幾何數(shù)據(jù)量大，而且實(shí)時(shí)性要求高，因此，非線性濾波方法 很難滿足軌道幾何數(shù)據(jù)脈沖噪聲處理的需要。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)還通過引入5點(diǎn)模糊格式來診斷和濾除軌道幾何數(shù)據(jù)中的脈沖噪聲，通 過去模糊化得到脈沖噪聲的長(zhǎng)度和系統(tǒng)增益系數(shù)，并利用包含脈沖噪聲的最小區(qū)間的兩個(gè) 端點(diǎn)的近似線性插值來代替脈沖噪聲的值。與多分辨分析的小波基選取中碰到的問題類 似，采用不同的模糊規(guī)則和隸屬度函數(shù)，將得到不同的脈沖噪聲的長(zhǎng)度和系統(tǒng)增益系數(shù)。哪 個(gè)隸屬度函數(shù)是最優(yōu)的，沒有統(tǒng)一的判別依據(jù)，工程人員一般依靠經(jīng)驗(yàn)和多次嘗試進(jìn)行選 取。此外，模糊濾波器每一個(gè)點(diǎn)都需要計(jì)算規(guī)則激發(fā)度量函數(shù)和模糊基函數(shù)的值，其計(jì)算量 將隨信號(hào)長(zhǎng)度的增加而呈線性增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 脈沖噪聲的變化過程可以描述為信號(hào)首先突然增大或變小，然后穩(wěn)定變化，最后 又突然減少或變大。中間穩(wěn)定變化的過程較短，對(duì)于軌道幾何數(shù)據(jù)來數(shù)，持續(xù)的長(zhǎng)度一般少 于2米?；谏鲜鎏卣?，本發(fā)明提出一套軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)脈沖噪聲的自動(dòng)診斷和濾波方 法。首先利用幾何不平順的短波區(qū)段的能量特性，提出利用移動(dòng)有效值（RMS)方法自動(dòng)診 斷陽光、掛紙、電磁干擾等引起的分片脈沖噪聲。接下來根據(jù)脈沖噪聲的數(shù)字特征，給出了 基于單位分解原理的脈沖噪聲長(zhǎng)度的快速計(jì)算方法。最后基于模糊規(guī)則和預(yù)判斷機(jī)制，提 出利用改進(jìn)模糊濾波器處理局部毛刺。
[0010] 為降低濾波過程中的計(jì)算量，提供一種高效的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)濾波技術(shù)，本發(fā) 明提供的一種軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的脈沖噪聲濾波方法，包括：
[0011]步驟1，對(duì)軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高通濾波處理，生成濾除趨勢(shì)項(xiàng)的軌道幾何不平 順數(shù)據(jù)；
[0012] 步驟2,將所述軌道幾何不平順數(shù)據(jù)中短波區(qū)段的能量大于預(yù)設(shè)閾值的區(qū)段的幾 何不平順數(shù)據(jù)置零，生成包含脈沖噪聲的離散軌道幾何數(shù)據(jù)序列；
[0013] 步驟3,以預(yù)設(shè)的差分個(gè)數(shù)和模糊系統(tǒng)模型對(duì)所述離散軌道幾何數(shù)據(jù)序列按序進(jìn) 行向前差分計(jì)算，生成差分值；
[0014] 步驟4,根據(jù)當(dāng)前軌道幾何數(shù)據(jù)的差分值的絕對(duì)值、預(yù)設(shè)的閾值以及預(yù)設(shè)的模糊規(guī) 則計(jì)算當(dāng)前軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度；
[0015] 步驟5,根據(jù)各軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度對(duì)各離散軌道幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插 值修正，生成濾波后的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0016] 同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的脈沖噪聲濾波裝置，包括：
[0017] 趨勢(shì)項(xiàng)濾除模塊，用于對(duì)軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高通濾波處理，生成濾除趨勢(shì)項(xiàng) 的軌道幾何不平順數(shù)據(jù)；
[0018] 不平順置零模塊，將所述軌道幾何不平順數(shù)據(jù)中短波區(qū)段的能量大于預(yù)設(shè)閾值的 區(qū)段的幾何不平順數(shù)據(jù)置零，生成包含脈沖噪聲的離散軌道幾何數(shù)據(jù)序列；
[0019] 差分模塊，用于以預(yù)設(shè)的差分個(gè)數(shù)和模糊系統(tǒng)模型對(duì)所述離散軌道幾何數(shù)據(jù)序列 按序進(jìn)行向前差分計(jì)算，生成差分值；
[0020] 毛刺長(zhǎng)度計(jì)算模塊，用于根據(jù)當(dāng)前軌道幾何數(shù)據(jù)的差分值的絕對(duì)值、預(yù)設(shè)的閾值 以及預(yù)設(shè)的模糊規(guī)則計(jì)算當(dāng)前軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度；
[0021] 修正模塊，根據(jù)各軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度對(duì)各離散軌道幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行線性 插值修正，生成濾波后的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0022] 本發(fā)明與傳統(tǒng)的模糊濾波器相比，避免了計(jì)算規(guī)則激發(fā)度量函數(shù)和模糊基函數(shù)的 值，與現(xiàn)有技術(shù)相比本方案的效率提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。利用脈沖噪聲診斷和濾波方法對(duì)大 量實(shí)測(cè)的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)果表明，新方法是正確的和高效的，而且特別適合 在線實(shí)現(xiàn)。
[0023] 為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例， 并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖1為軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)中陽光、掛紙、電磁干擾的成片無效檢測(cè)波形；
[0026] 圖2為各種外界激擾造成的局部毛刺；
[0027] 圖3為本發(fā)明提供的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的脈沖噪聲濾波方法的流程圖；
[0028] 圖4為本發(fā)明提供的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的脈沖噪聲濾波裝置的框圖；
[0029] 圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的流程圖；
[0030] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例中脈沖噪聲濾波前后高低不平順波形數(shù)據(jù)及其差；
[0031] 圖7為陽光干擾、雨雪等引起的成段高低不平順異常及其濾波后數(shù)據(jù)
[0032] 圖8為單個(gè)高低不平順異常及其濾波后數(shù)據(jù)；
[0033] 圖9為軌向不平順信號(hào)與濾除脈沖噪聲后的信號(hào)的比較；
[0034] 圖10為本發(fā)明實(shí)施例中K157+578周圍濾波前后軌向不平順比較；
[0035] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例中K203+520周圍濾波前后軌向不平順比較。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0037] 如圖3所示，為本發(fā)明提供的一種軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的脈沖噪聲濾波方法，包括：
[0038] 步驟S101，對(duì)采集到的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高通濾波處理，生成濾除趨勢(shì)項(xiàng)的 軌道幾何不平順數(shù)據(jù)；
[0039] 步驟S102,將所述軌道幾何不平順數(shù)據(jù)中短波區(qū)段的能量大于預(yù)設(shè)閾值的區(qū)段的 幾何不平順數(shù)據(jù)置零，生成包含脈沖噪聲的離散軌道幾何數(shù)據(jù)序列；
[0040] 步驟S103,以預(yù)設(shè)的差分個(gè)數(shù)和模糊系統(tǒng)（T-S)模型對(duì)所述離散軌道幾何數(shù)據(jù)序 列按序進(jìn)行向前差分計(jì)算，生成差分值；
[0041] 步驟S104,根據(jù)當(dāng)前軌道幾何數(shù)據(jù)的差分值的絕對(duì)值、預(yù)設(shè)的閾值以及預(yù)設(shè)的模 糊規(guī)則計(jì)算當(dāng)前軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度；
[0042] 步驟S105,根據(jù)各軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度對(duì)各離散軌道幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行線性 插值修正，生成濾波后的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0043] 圖4所示，為本發(fā)明提供的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的脈沖噪聲濾波裝置的框圖，包括：
[0044] 趨勢(shì)項(xiàng)濾除模塊401，用于對(duì)軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高通濾波處理，生成濾除趨勢(shì) 項(xiàng)的軌道幾何不平順數(shù)據(jù)；
[0045] 不平順置零模塊402,將所述軌道幾何不平順數(shù)據(jù)中短波區(qū)段的能量大于預(yù)設(shè)閾 值的區(qū)段的幾何不平順數(shù)據(jù)置零，生成包含脈沖噪聲的離散軌道幾何數(shù)據(jù)序列；
[0046] 差分模塊403,用于以預(yù)設(shè)的差分個(gè)數(shù)和T-S模型對(duì)所述離散軌道幾何數(shù)據(jù)序列 按序進(jìn)行向前差分計(jì)算，生成差分值；
[0047] 毛刺長(zhǎng)度計(jì)算模塊404,用于根據(jù)當(dāng)前軌道幾何數(shù)據(jù)的差分值的絕對(duì)值、預(yù)設(shè)的閾 值以及預(yù)設(shè)的模糊規(guī)則計(jì)算當(dāng)前軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度；
[0048] 修正模塊405,根據(jù)各軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度對(duì)各離散軌道幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行 線性插值修正，生成濾波后的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0049] 如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的自動(dòng)診斷和濾除軌道幾何檢測(cè)中，關(guān)鍵的步驟 主要包括：
[0050] 軌道幾何趨勢(shì)項(xiàng)自動(dòng)濾波；
[0051] 軌道幾何數(shù)據(jù)中分片脈沖噪聲自動(dòng)診斷和濾除；
[0052] 局部毛刺自動(dòng)診斷和濾除方法；
[0053] 局部毛刺長(zhǎng)度的快速計(jì)算方法。
[0054] (1)基于傅立葉變換和逆傅立葉變換的趨勢(shì)項(xiàng)濾波方法：
[0055] 利用傅立葉變換和逆傅立葉變換構(gòu)造一個(gè)高通濾波器，自動(dòng)濾除單項(xiàng)幾何不平順 中的趨勢(shì)項(xiàng)。記單項(xiàng)幾何不平順為X(i)，i= 〇, 2,…N-I，其中N表示采樣點(diǎn)數(shù)。按1米4 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行采樣，可知采樣波數(shù)為4。對(duì)單項(xiàng)幾何不平順進(jìn)行離散傅立葉變換得X(k)和它所 對(duì)應(yīng)的波數(shù)f(k)，

【權(quán)利要求】
1. 一種軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的脈沖噪聲濾波方法，其特征在于，所述的方法包括： 步驟1，對(duì)采集到的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高通濾波處理，生成濾除趨勢(shì)項(xiàng)的軌道幾何 不平順數(shù)據(jù)； 步驟2,將所述軌道幾何不平順數(shù)據(jù)中短波區(qū)段的能量大于預(yù)設(shè)閾值的區(qū)段的幾何不 平順數(shù)據(jù)置零，生成濾除分片脈沖噪聲的離散軌道幾何數(shù)據(jù)序列； 步驟3,以預(yù)設(shè)的差分個(gè)數(shù)和模糊系統(tǒng)模型對(duì)所述離散軌道幾何數(shù)據(jù)序列按序進(jìn)行向 前差分計(jì)算，生成差分值； 步驟4,根據(jù)當(dāng)前軌道幾何數(shù)據(jù)的差分值的絕對(duì)值、預(yù)設(shè)的閾值以及預(yù)設(shè)的模糊規(guī)則計(jì) 算當(dāng)前軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度； 步驟5,根據(jù)各軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度對(duì)離散軌道幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插值修正， 生成濾波后的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟1中對(duì)軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高 通濾波處理，生成濾除趨勢(shì)項(xiàng)的軌道幾何不平順數(shù)據(jù)包括： 利用傅里葉變換和逆傅里葉變換構(gòu)造高通濾波器，對(duì)軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高通濾波 處理，生成濾除趨勢(shì)項(xiàng)的軌道幾何不平順數(shù)據(jù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟2中將軌道幾何不平順數(shù)據(jù)中的 短波區(qū)段能量大于預(yù)設(shè)閾值的區(qū)段的幾何不平順數(shù)據(jù)置零包括： 對(duì)所述濾除趨勢(shì)項(xiàng)的軌道幾何不平順數(shù)據(jù)進(jìn)行帶通濾波，生成濾波采樣后的高頻信號(hào) (Xi,i= 1，2,…N}，其中，N表示采樣點(diǎn)數(shù)； 將所述N個(gè)高頻信號(hào)通過寬度為K個(gè)采樣點(diǎn)的移動(dòng)采樣窗口分成j個(gè)采樣單元，j= 1，2, 3,…N-K+1，所述移動(dòng)米樣窗口每次移動(dòng)一個(gè)米樣點(diǎn)； 計(jì)算所述各采樣單元的能量，其中， 根據(jù)公式S2計(jì)算前K個(gè)采樣點(diǎn)的平方和； 根據(jù)公式巧^ = 計(jì)算得到第1個(gè)采樣單元的短波區(qū)段能量; 對(duì)采樣單元進(jìn)行循環(huán)j= 2, 3,…N-K+1，并根據(jù)公式（1)計(jì)算第2個(gè)到第N-K+1個(gè)采 樣單元的短波區(qū)段能量巧i;
記去掉平均值后的短波區(qū)段能量為Fms =JTms -胃，找出的零點(diǎn)，若巧_ 的某兩零點(diǎn)KO和Kl之間的最大值大于閾值，則將其對(duì)應(yīng)的區(qū)段[KO,K1+K]的軌道幾何不 平順置零，即令A(yù)= 0,KO彡j彡K1+K。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟3中的T-S模型為： u(i) =Iu1Q)，u2(i)，u3(i)，u4(i)，u4(i)}τ U1(I) = Xi-^1 u2 (i) -Xj+iXj u3(i) =u2(i+l) u4(i) =u3(i+l)u5(i) =u4(i+l) y(i) = [K(i)L(i)] 其中，u(i)為模糊系統(tǒng)的輸入向量； Uj(i)為向前差分，K(i)為濾波器的增益，L(i)為脈沖噪聲的長(zhǎng)度。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟4中根據(jù)當(dāng)前軌道幾何數(shù)據(jù)的差 分值的絕對(duì)值、預(yù)設(shè)的閾值以及預(yù)設(shè)的模糊規(guī)則計(jì)算當(dāng)前軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度包 括： 判斷當(dāng)前軌道幾何數(shù)據(jù)的差分值的絕對(duì)值不小于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，按所述預(yù)設(shè)的差分個(gè) 數(shù)進(jìn)行向前差分計(jì)算，生成向前差分運(yùn)算值； 根據(jù)當(dāng)前差分值的絕對(duì)值及其對(duì)應(yīng)的向前差分運(yùn)算值的絕對(duì)值以及預(yù)設(shè)的模糊規(guī)則 計(jì)算規(guī)定幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)中的毛刺長(zhǎng)度。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的根據(jù)當(dāng)前差分值的絕對(duì)值及其對(duì)應(yīng) 的向前差分運(yùn)算值的絕對(duì)值以及預(yù)設(shè)的模糊規(guī)則計(jì)算規(guī)定幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)中的毛刺長(zhǎng)度包 括： 若當(dāng)前差分值的絕對(duì)值大于預(yù)設(shè)閾值，即abs(U1(i) )>CP，其中CP為預(yù)設(shè)閾值； 向前循環(huán)j=i+1，···i+maxp，計(jì)算當(dāng)前差分七⑴對(duì)應(yīng)的多步向前差分Uj_i+1(i)，其中，maxF為預(yù)設(shè)值； 判斷Uj_i+1⑴的絕對(duì)值abs(Uj_i+1⑴）彡CP，而且Ul*Uj_i+1⑴彡0,則對(duì)應(yīng)的毛刺長(zhǎng)度 為L(zhǎng)(i) =j-i。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的根據(jù)所述毛刺長(zhǎng)度對(duì)離散軌道幾何 數(shù)據(jù)序列的進(jìn)行線性插值修正，生成濾波后的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)包括：根據(jù)下式對(duì)離散軌 道幾何數(shù)據(jù)序列的進(jìn)行線性插值修正，
其中，f(i+p)、f(i)為修正后的濾波信號(hào)，x(i+L(i))為修正前的濾波信號(hào)。
8. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的步驟6中根據(jù)所述毛刺長(zhǎng)度對(duì)離散軌 道幾何數(shù)據(jù)序列的進(jìn)行線性插值修正，生成濾波后的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)包括： 判斷當(dāng)前軌道幾何數(shù)據(jù)的差分值的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，則毛刺長(zhǎng)度為〇,保留當(dāng) 前軌道幾何數(shù)據(jù)。
9. 如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)包括： 高低、水平、三角坑幾何數(shù)據(jù)，軌向幾何數(shù)據(jù)以及軌距幾何數(shù)據(jù)。
10. -種軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的脈沖噪聲濾波裝置，其特征在于，所述的裝置包括： 趨勢(shì)項(xiàng)濾除模塊，用于對(duì)軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高通濾波處理，生成濾除趨勢(shì)項(xiàng)的軌 道幾何不平順數(shù)據(jù)； 不平順置零模塊，將所述軌道幾何不平順數(shù)據(jù)中短波區(qū)段的能量大于預(yù)設(shè)閾值的區(qū)段 的幾何不平順數(shù)據(jù)置零，生成包含脈沖噪聲的離散軌道幾何數(shù)據(jù)序列； 差分模塊，用于以預(yù)設(shè)的差分個(gè)數(shù)和模糊系統(tǒng)模型對(duì)所述離散軌道幾何數(shù)據(jù)序列按序 進(jìn)行向前差分計(jì)算，生成差分值； 毛刺長(zhǎng)度計(jì)算模塊，用于根據(jù)當(dāng)前軌道幾何數(shù)據(jù)的差分值的絕對(duì)值、預(yù)設(shè)的閾值以及 預(yù)設(shè)的模糊規(guī)則計(jì)算當(dāng)前軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度； 修正模塊，根據(jù)各軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)的毛刺長(zhǎng)度對(duì)各離散軌道幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插值 修正，生成濾波后的軌道幾何檢測(cè)數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G01B21/00GK104457643SQ201410612202
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】劉金朝, 王衛(wèi)東, 趙鋼, 孫善超, 成棣 申請(qǐng)人:中國鐵道科學(xué)研究院, 中國鐵道科學(xué)研究院基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)研究所, 北京鐵科英邁技術(shù)有限公司