基于动态时间弯曲的轨道波形匹配方法

轨道平直度测量仪(简称平直尺)是轨道短波检测项目中非常重要的检测工具。由于平直尺测量范围有限,为了分析轨道短波的变化规律,需对所测波形进行匹配处理。首先对所测数据进行坐标转换,将待匹配数据统一在同一坐标系。传统匹配算法只能对坐标系内的曲线进行刚性的变换和匹配,无法解决不同坐标系下曲线的动态匹配问题。基于此提出了动态时间弯曲算法(DTW),通过对时间轴的弯曲和变形,找到最短弯曲路径,以及待匹配曲线间的单点对应关系,通过计算最短弯曲路径可衡量匹配的好坏。本文利用平直尺对标准铁轨进行实际测量,并将传统算法中常用的基于区域的匹配算法同动态时间弯曲法进行对比。实验结果表明,利用动态时间弯曲法可实现短波的动态匹配,匹配精度比传统匹配算法提高约10倍,匹配误差较小,稳定性较好。