CN104567729A - 受电弓运行状态监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种受电弓运行状态监测方法及装置，该方法包括：在预设检测区域内判断是否检测到受电弓，预设检测区域覆盖受电弓途经的接触网；当在预设检测区域内检测到受电弓时，启动三维信息采集模块对受电弓进行图像数据采集；及，将三维信息采集模块所采集的图像数据进行分析处理，构建受电弓三维尺寸模型，并提取受电弓的尺寸信息。该方法在列车运行过程中，均可以及时、方便、快速地对受电弓的尺寸信息如受电弓滑板厚度进行检测，从而确保受电弓处于正常运行状态，极大地提高了受电弓故障的检测效率，避免由于受电弓故障而导致弓网事故的发生。

Description

受电弓运行状态监测方法及装置

技术领域

本发明涉及轨道列车技术领域，尤其涉及一种受电弓运行状态监测方法及装置。

背景技术

受电弓是一种安装在电力牵引机车顶部，并且通常在受电弓顶部设置有可与接触网滑动接触的滑板，用以从接触网取得电能，为牵引机车提供动力。为了保证受电弓可以提供稳定的牵引电流，一方面，要求滑板的长度可以保证在机车摆动时仍能够与接触线相接触，另一方面，还需要将受电弓顶部的滑板与接触网的接触线紧密接触，通常在受电弓底部设置有弹簧等弹性装置，将滑板顶在接触线上，并且二者之间具有一定的接触压力。

然而，在实际应用中，受电弓是随机车高速行进的，机车行进过程中接触线一直相对受电弓顶部的滑板滑动，接触线与滑板的相对滑动过程中，会对滑板产生摩擦，使滑板上的导电材料受到磨耗，一旦磨耗过渡，滑板与接触线之间的接触压力不足，产生间隙，进而出现电火花，可能产生弓网事故，严重的甚至可能出现机车故障。

为了避免弓网事故的发生，必须经常对受电弓进行实时监控，比如，一旦受电弓的滑板磨耗过渡，则需及时更换受电弓滑板。因此，如何准确对受电弓的尺寸进行检测，是当前亟待解决的问题。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种受电弓运行状态监测方法及装置。

一种受电弓运行状态监测方法，包括：

在预设检测区域内判断是否检测到受电弓，所述预设检测区域全部/部分覆盖所述受电弓途经的路线；

当在所述预设检测区域内检测到所述受电弓时，启动三维信息采集模块对所述受电弓进行图像数据采集；及，

将所述三维信息采集模块所采集的图像数据进行分析处理，构建受电弓三维尺寸模型，并提取所述受电弓的尺寸信息。

可选地，所述在预设检测区域内判断是否检测到受电弓，包括：

向所述预设检测区域内投射感应信号，并持续获取所述感应信号的感应信息；

判断所述感应信息是否出现被遮挡的特征超过阈值；及，

当所述感应信息出现被遮挡的特征超过阈值时，确定在所述预设检测区域内检测到所述受电弓。

可选地，所述将所述三维信息采集模块所采集的图像数据进行分析处理，构建受电弓三维尺寸信息模型，并提取所述受电弓的尺寸信息，包括：

获取各个所述图像数据采集装置从不同位置同步采集的所述图像数据信息；

获取所述至少两个所述图像数据采集装置的标定信息；

结合所述标定信息对各个所述图像数据信息进行特征点提取、图像匹配及三维恢复，构建所述受电弓三维尺寸信息模型；及，

根据所述受电弓三维尺寸模型，提取所述受电弓的尺寸信息。

可选地，所述启动三维信息采集模块对所述受电弓进行图像数据采集，包括：

触发所述三维信息采集模块中结构光光源投射结构光于所述受电弓上；及，

触发所述三维信息采集模块中至少两个图像数据采集装置从不同位置同步采集所述结构光投射于所述受电弓上的图像数据信息。

可选地，所述受电弓的尺寸信息为受电弓滑板的厚度信息，所述结构光为投射于所述受电弓上的光栅图像信息；

所述将所述三维信息采集模块所采集的图像数据进行分析处理，构建受电弓三维尺寸信息模型，并提取受电弓的尺寸信息，包括：

获取各个所述图像数据采集装置从不同位置同步采集的所述光栅图像信息；

获取所述至少两个所述图像数据采集装置的标定信息；

结合所述标定信息对各个所述光栅图像信息进行条纹图像匹配、条纹特征点提取及三维恢复；

根据所有所述三维恢复结果拟合得到两条包络所有所述条纹两个端点的平滑曲线，所述平滑曲线之间的位置信息构成所述受电弓的厚度信息。

一种受电弓运行状态监测装置，包括：

在预设检测区域内判断是否检测到受电弓的受电弓探测触发模块；

对所述受电弓进行图像数据采集的三维信息采集模块；及，

将所述三维信息采集模块所采集的图像数据进行分析处理，构建受电弓三维尺寸模型，提取受电弓的尺寸信息的分析处理模块；

所述受电弓探测触发模块、所述三维信息采集模块及所述分析处理模块之间依次电性连接；

所述三维信息采集模块包括：用于从不同位置采集包含同一受电弓的至少两个图像数据采集装置；各个所述图像数据采集装置于所述受电弓的成像区域均全部/部分覆盖所述预设检测区域。

可选地，所述三维信息采集模块还包括用于产生结构光的结构光光源，所述结构光全部/部分覆盖所述预设检测区域。

可选地，所述受电弓探测触发模块包括：

用于向所述预设检测区域内投射感应信号的感应信号投射单元；

用于获取所述感应信号的感应获取单元；

用于判断所述感应信息是否出现被遮挡的特征超过阈值的探测单元；及，

当所述感应信息出现被遮挡的特征超过阈值时，用于触发所述三维信息采集模块的触发单元；

所述感应信号投射单元、感应单元、所述获取单元、所述探测单元及所述触发单元依次电性连接。

可选地，所述感应获取单元为视觉图像检测装置，红外图像检测装置，紫外图像检测装置及激光探测装置中的至少一种。

可选地，至少两个所述图像数据采集装置的位置以所述结构光光源的光轴为中心对称设置，且至少两个所述图像数据采集装置的镜头中心点的连线与所述受电弓滑板的延伸方向平行。

可选地，所述结构光光源位于至少两个所述图像数据采集之间。

可选地，各个所述图像数据采集装置的光轴之间设有夹角。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明实施例提供的该方法，在列车运行时，当检测到受电弓随列车进入到预设检测区域，就启动三维信息采集模块对受电弓进行图像数据采集，然后将三维信息采集模块所采集的图像数据进行分析处理，构建受电弓三维尺寸模型，提取受电弓的尺寸信息。

因此，该方法可以在沿途路线上设置有一个或多个检测位置对受电弓的尺寸进行检测，这样在列车运行过程中，均可以及时、方便、快速地对受电弓尺寸进行检测，从而确保受电弓处于正常运行状态，极大地提高了受电弓的检测效率，避免由于受电弓故障而导致弓网事故的发生。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明实施例提供的一种受电弓运行状态监测方法的流程示意图。

图2为本发明实施例提供的一种俯视场景示意图。

图3为图1中步骤S101的详细流程示意图。

图4为图1中步骤S102的详细流程示意图。

图5为图2中左图像数据采集装置的检测图像。

图6为图2中右图像数据采集装置的检测图像。

图7为图1中步骤S103的一种详细流程示意图。

图8为图1中步骤S106的另一种详细流程示意图。

图9为本发明实施例提供的一种双目成像示意图。

图10为本发明实施例提供的一种曲线拟合示意图。

图11为本发明实施例提供的一种受电弓运行状态监测装置的结构示意图。

图12为本发明实施例提供的受电弓探测触发模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种受电弓运行状态监测方法的流程示意图。

如图1所示，该受电弓运行状态监测方法可以包括以下步骤：

步骤S101：在预设检测区域内判断是否检测到受电弓。

在受电弓运行过程中，接触线一直相对受电弓顶部的滑板滑动，接触线与滑板的相对滑动过程中，会对滑板产生摩擦，使滑板上的导电材料受到磨耗，一旦磨耗过渡，滑板与接触线之间的接触压力不足，产生间隙，进而出现电火花，可能产生弓网事故，严重的甚至可能出现机车故障。此外，受电弓的主体部分以及比较容易探测的部分是受电弓滑板，因此在本实施方式中，受电弓运行状态监测方法优先判定在检测区域内是否检测到受电弓，当然，在本领域技术人员所熟知技术常识下，在其他实时方式中，预设检测区域内还可以为或者包括受电弓的其它部分。

预设检测区域位于受电弓的经过的接触网上。

在本发明实施例中，可以利用受电弓探测触发模块来判断是否检测到受电弓。如图2所示，为本发明实施例提供的一种俯视场景示意图，图2中包括：列车100、受电弓滑板200、受电弓探测触发模块1和三维信息采集模块2，其中，受电弓滑板200安装在列车100的顶部，并且随列车100一起运动，受电弓探测触发模块1设置在轨道上方或侧面预先搭接的龙门架、硬横跨或车棚上，并且受电弓探测触发模块1与轨道上通过列车100的顶部之间设置有间隔，用于在预设检测区域内判断是否检测到受电弓，预设检测区域覆盖受电弓的经过路线上。

三维信息采集模块2用于对受电弓进行图像数据采集，所以受电弓探测触发模块1的预设检测区域全部/部分覆盖三维信息采集模块2的采集区域。这样，一旦受电弓滑板200运行到受电弓探测触发模块1的预设检测区域，那么受电弓探测触发模块1就可以判断是否检测到受电弓。

在本发明一实施例中，如图3所示，上述步骤S101可以包括以下步骤：

步骤S1011：向预设检测区域内投射感应信号，并持续获取感应信号的感应信息。

感应信号可以为红外线信号、紫外信号及激光信号，本实施例中，感应信号优选为激光信号，当受电弓经过预设检测区域时，激光器发出激光信号会在受电弓上照射形成光斑。

获取到的感应信息可以为预设检测区域内的图像信息，这样当受电弓经过预设检测区域时，获取到的图像信息中就会包括激光照射形成的光斑的信息。

步骤S1012：判断感应信息是否出现被遮挡的特征超过阈值。

在本发明实施例中，以光斑为例，可以判断光斑的亮度值是否超过某一个设定的亮度值，若超过，则确定检测到受电弓；或者，判断光斑的面积大小是否超过一个预设面积，若超过，则确定检测到受电弓。

当感应信息出现被遮挡的特征超过阈值时，进行步骤S1013，否则，结束流程。

步骤S1013：确定在预设检测区域内检测到受电弓。

通过上述步骤S1011～S1012可以准确判断出受电弓是否经过预设检测区域。

当在预设检测区域内检测到受电弓时，进行步骤S102，否则，返回步骤S101。

步骤S102：启动三维信息采集模块对受电弓进行图像数据采集。

在本发明实施例中，如图4所示，该步骤可以包括以下步骤：

步骤S1021：触发三维信息采集模块中结构光光源投射结构光于受电弓上。

步骤S1022：触发三维信息采集模块中至少两个图像数据采集装置从不同位置同步采集结构光投射于受电弓上的图像数据信息。

上述检测方法中，为了提高受电弓尺寸信息的检测精度，三维信息采集模块还包括有辅助的结构光光源，在其他实施例中，还可以通过图像数据采集装置从不同位置直接采集上述受电弓的图像信息，通过数字图像处理后得到受电弓的尺寸信息。

上述受电弓的尺寸信息可以包括受电弓滑板的厚度信息，受电弓中心线偏差测量信息，受电弓整体外观信息，以及通过上述信息通过图像分析测量技术所换算出来的受电弓滑板磨耗信息，受电弓工作位接触压力信息及受电弓异物和重要零部件状态信息。

本申请实施例提供的该方法在应用时，受电弓滑板是随列车持续移动的，三维信息采集模块中至少两个图像数据采集装置的安装位置在同一位置并且位置固定，所以，如果两个图像数据采集装置进行采集的时刻不同，那么在采集图像的两个时刻，受电弓滑板距离三维信息采集模块的距离也不同，相应地，采集到的图像中，受电弓滑板的比例也不同，导致，无法后续对采集到的图像进行图像处理步骤繁琐，甚至无法通过图像处理得到受电弓的尺寸信息。

为此，在本申请实施例中，需要控制三维信息采集模块中至少两个图像数据采集装置同步采集，这样对于每个两个图像数据采集装置而言，在进行图像采集时，由于采集时刻相同，所以受电弓滑板距离三维信息采集模块的距离是相同的，相应地，采集到的图像中，受电弓滑板的比例也是相同的，进而在后续图像处理过程中，可以快速、方便地得到受电弓的尺寸信息。

如图2所示，三维信息采集模块2包括：结构光光源21和至少两个图像数据采集装置22，在图2中图像数据采集装置22以两个为例。并且三维信息采集模块2中的结构光光源21和图像数据采集装置22均与受电弓探测触发模块1电性连接，这样，一旦受电弓探测触发模块1在预设检测区域内检测到受电弓(即感应信息中出现被遮挡的特征超过阈值)，则受电弓探测触发模块1生成触发信号，并将触发信号分别发送给结构光光源21和图像数据采集装置22，以使得结构光光源21和图像数据采集装置22启动工作。

这里的结构光光源可以为线光源、点阵光源、线阵光源及网格光源的至少一种，在本实施例中，结构光光源21优选为线阵(光栅)光源，这种结构光光源21可以在受电弓滑板侧面上照射形成多个条纹。在本发明实施例中，光栅光源的光栅形成的条纹与受电弓滑板200的延伸方向相垂直。

结构光光源21可以设置轨道上方或侧面预先搭接的龙门架、硬横跨或车棚上，并且与列车100的顶部之间设置有间隔，结构光光源21通常与受电弓滑板200不在同一高度上，例如，结构光光源21的高度可以高于受电弓滑板200的高度，这样使得结构光光源21以一预设倾角照射受电弓滑板200。

在本发明实施例中，如图2所示，结构光光源21可以设置在轨道的正中位置。

步骤S103：将三维信息采集模块所采集的图像数据进行分析处理，构建受电弓三维尺寸模型，提取受电弓的尺寸信息。

如图2所示，至少两个图像数据采集装置22和结构光光源21都设置在受电弓探测触发模块1的同一侧，并且结构光光源21位于至少两个图像数据采集装置22之间，至少两个图像数据采集装置22位于结构光光源21的光轴的两侧。另外，至少两个图像数据采集装置22的位置以结构光光源21的光轴为中心对称设置，且至少两个图像数据采集装置22的镜头中心点的连线与受电弓滑板200的延伸方向相平行。

以图2中的两个图像数据采集装置22为例，从图2中俯视角度来看，可以将位于结构光光源21的光轴左侧的称为左图像数据采集装置，且将位于结构光光源21的光轴右侧的称为右图像数据采集装置，那么参见图5和图6，分别为左图像数据采集装置和右图像数据采集装置采集到的检测图像。图5和图6中分别有一排条纹，这些条纹就是结构光光源21照射在受电弓滑板200上的条纹的图像。

在本发明实施例中，图像数据采集装置22可以为面阵相机，也可以为线阵相机基本领域技术人员所熟知的其他能够采集到视频图像的相机或摄像机；此外，上述图像数据采集装置还可以为非可见光图像数据采集装置。

图2中两个图像数据采集装置在工作时，首先需要预先对图像数据采集装置的相机内的一些内部参数进行标定，需要标定的内部参数可以包括：相机的焦距、成像原点和畸变参数等。另外，对于不同图像数据采集装置而言，还需要了解相邻图像数据采集装置的相机之间的相对位置，即外部参数，外部参数是相邻图像数据采集装置的相机之间的空间参数，具体可以包括：相邻图像数据采集装置的相机的旋转矩阵参数和平移矩阵参数。

在本发明实施例中，如图7所示，上述步骤S103还可以包括以下步骤：

步骤S10311：获取各个图像数据采集装置从不同位置同步采集的图像数据信息。

步骤S10312：获取至少两个图像数据采集装置的标定信息。

步骤S10313：结合标定信息对各个图像数据信息进行特征点提取、图像匹配及三维恢复，构建受电弓三维尺寸信息模型。

步骤S10314：根据受电弓三维尺寸模型，提取受电弓的尺寸信息。

本实施例中，可以根据受电弓三维尺寸模型，确认各水平坐标位置所对应的一系列的最高点与最低点的差值信息即可确认为受电弓滑板的厚度信息，上述受电弓滑板的厚度信息能够进一步对受电弓滑板在与接触网接触过程中的磨耗量进行实时监测。

另外，当结构光光源21投射在受电弓上的结构光为光栅图像信息时。

如图8所示，该步骤S103还可以包括以下步骤：

步骤S10321：获取各个图像数据采集装置从不同位置同步采集的光栅图像信息；

步骤S10322：获取至少两个图像数据采集装置的标定信息；

步骤S10323：结合标定信息对各个光栅图像信息进行条纹图像匹配、条纹特征点提取及三维恢复；

参见图5和图6，在每个结构光光源21照射时，都会在照射的条纹中形成一个最亮的条纹，如图5和图6中中心部分的亮条纹，该亮条纹的位置通常位于结构光光源21的中心位置，这样当该结构光光源21的条纹照射在受电弓滑板200上时，这个最亮的条纹将会位于受电弓滑板200的中心位置。

通常可以将图5或图6中心部分的亮条纹作为参考条纹，进而可以将不同检测图像中位于参考条纹同一侧、且与参考条纹之间间隔的条纹数量相等的条纹确定为位置相对应的条纹。

当在步骤S10323中将每个检测图像中最亮的条纹确定为参考条纹后，可见不同检测图像中的参考条纹都将位于受电弓滑板200的中心位置，那么就可以通过步骤S1052就可以在图6中查找到那些与图5中每个条纹位置相对应的条纹。这样做的目的，可以将结构光光源21照射在受电弓滑板200上的同一条纹，在两个检测图像中都找到对应的条纹图像，完成条纹图像匹配过程。

在进行特征点提取时，首先根据标定信息确定参考坐标系。在具体应用中，可以根据三维信息采集模块的相机的标定信息确定一个绝对坐标系，作为参考坐标系，参考坐标系可以为自然坐标系。然后在参考坐标系中确定每个检测图像中每个条纹中的特征点(例如：条纹两端的端点)的坐标值。

如图9所示，图中O₁是左三维信息采集模块的光心，O₂是右三维信息采集模块的光心，P为目标点，在本发明实施例中，条纹两端的端点为特征点，那么点P和点Q分别为某一个条纹的上下两个端点，M₁是左三维信息采集模块所成的图像的平面，M₂是右三维信息采集模块所成的图像的平面。参见图9所示，可见，点P₁和点Q₁，以及点P₂和点Q₂就是需要计算的坐标值。

在特征点提取后，就可以根据提取到的特征点的坐标对条纹进行三维恢复，即可得到条纹的三维图像。如图10所示，图中，101为参考条纹，102为条纹。

步骤S10324：根据所有三维恢复结果拟合得到两条包络所有条纹两个端点的平滑曲线，平滑曲线之间的位置信息构成受电弓的厚度信息。

当通过三维恢复得到每个条纹的三维图像后，将所有条纹的上下两侧同一侧的端点进行连线，拟合得到两条平滑曲线，如图10所示，图中位于条纹上方的平滑曲线为103。

从图10中可以看到，拟合得到的两条平滑曲线，由于两条平滑曲线之间的距离均为每个条纹的宽度，所以，拟合得到的两条平滑曲线也可以看作是受电弓滑板200的厚度曲线，从这些曲线之间的距离变化可以反映出受电弓滑板200的厚度变化，所以，在该步骤中，可以将这两条平滑曲线之间的位置信息作为受电弓的厚度信息。

本发明实施例提供的该方法，在列车运行时，当检测到受电弓随列车进入到预设检测区域，就启动三维信息采集模块对受电弓进行图像数据采集，然后将三维信息采集模块所采集的图像数据进行分析处理，构建受电弓三维尺寸模型，提取受电弓的尺寸信息，需要指出的是，上述电弓的尺寸信息包含但不限于受电弓滑板厚度信息。

在进行图像数据采集时，利用受电弓探测触发模块的检测信号触发结构光光源的结构光照射受电弓侧面，在受电弓侧面上照射形成多个条纹，并且触发至少两个图像数据采集装置从不同位置同时获取受电弓上结构光所照射的侧面的检测图像，这样在检测图像中就会包含有这些照射形成的条纹，然后利用至少两个图像数据采集装置的标定信息以及每个图像数据采集装置获取到的检测图像中的条纹，就可以准确确定出受电弓滑板的厚度信息。

该方法在检测受电弓滑板的厚度信息时，结构光光源照射形成的条纹可以密布在受电弓滑板上，这样通过条纹就可以清楚反映出受电弓滑板的形状，然后可以利用条纹对受电弓滑板每一小段的厚度都可以进行准确计算，这使得最终得到的受电弓的厚度信息非常精确，提高了检测的精度。

因此，该方法可以在沿途路线上设置有一个或多个检测位置对受电弓的厚度信息进行提取，上述受电弓的厚度信息能够进一步对受电弓滑板在与接触网接触过程中的磨耗量进行实时监测，从而确保受电弓处于正常运行状态，极大地提高了受电弓故障的检测效率，避免由于受电弓故障而导致弓网事故的发生。

图11为本发明实施例提供的一种受电弓运行状态监测装置的结构示意图。

如图11所示，该装置可以包括：受电弓探测触发模块1、三维信息采集模块2和分析处理模块3，其中，

受电弓探测触发模块1，用于在预设检测区域内判断是否检测到受电弓。

三维信息采集模块2，用于对受电弓进行图像数据采集。

分析处理模块3，用于将三维信息采集模块所采集的图像数据进行分析处理，构建受电弓三维尺寸模型，提取受电弓的尺寸信息。

并且受电弓探测触发模块1、三维信息采集模块2及分析处理模块3之间依次电性连接，关于受电弓探测触发模块1和三维信息采集模块2的详细结构可以参见上述图2中所示。

另外，参见图2所示，三维信息采集模块2包括至少两个图像数据采集装置22，其中，至少两个图像数据采集装置22，用于从不同位置采集同一受电弓的图像数据信息，其中，各个图像数据采集装置于受电弓的成像区域均覆盖预设检测区域。

此外，为了提高三维信息采集模块2的测量精度，其还可以包括用于产生投射于受电弓的结构光的结构光光源21，结构光全部/部分覆盖上述预设检测区域。结构光光源可以为线光源、点阵光源、线阵光源及网格光源的至少一种，在本实施例中，结构光光源优选为线阵(光栅)光源。

另外，各个图像数据采集装置22的光轴之间可以相互平行，也可以设有夹角。

更进一步，为了提高受电弓运行状态监测装置的环境适应性，上述监测装置中还设有补光灯，对黑暗环境下的受电弓运行状态进行监测。

在本公开一实施例中，如图12所示，受电弓探测触发模块1可以包括：感应信号投射单元11、感应获取单元12、探测单元13和触发单元14，其中，

感应信号投射单元11，用于向预设检测区域内投射感应信号，在具体应用中，感应信号投射单元可以为激光发射器；

感应获取单元12，用于获取感应信号；

探测单元13，用于判断感应信息是否出现被遮挡的特征超过阈值；

触发单元14，用于当感应信息出现被遮挡的特征超过阈值时，触发三维信息采集模块启动工作；

并且感应信号投射单元、感应单元、获取单元、探测单元及触发单元依次电性连接。

在本发明实施例中，感应获取单元可以为视觉图像检测装置，红外图像检测装置，紫外图像检测装置及激光探测装置中的至少一种。

另外，参见图2所示，在优选实例中，至少两个图像数据采集装置的型号需相同，从而能够使图像数据采集装置同步触发的误差降低。

更进一步的，结构光光源21位于至少两个图像数据采集装置22之间，并且至少两个图像数据采集装置22的位置以结构光中心轴线为中心对称设置，且至少两个图像数据采集装置22的镜头中心点的连线与受电弓滑板200的延伸方向相平行。这样设置，可以使得所有图像数据采集装置22上采集到的条纹之间不会出现比例失调的情况，即避免条纹出现失真的情况，可以提高厚度检测的精度。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种受电弓运行状态监测方法，其特征在于，包括：

在预设检测区域内判断是否检测到受电弓，所述预设检测区域全部/部分覆盖所述受电弓途经的路线；

当在所述预设检测区域内检测到所述受电弓时，启动三维信息采集模块对所述受电弓进行图像数据采集；及，

将所述三维信息采集模块所采集的图像数据进行分析处理，构建受电弓三维尺寸模型，并提取所述受电弓的尺寸信息。

2.根据权利要求1所述受电弓运行状态监测方法，其特征在于，所述在预设检测区域内判断是否检测到受电弓，包括：

向所述预设检测区域内投射感应信号，并持续获取所述感应信号的感应信息；

判断所述感应信息是否出现被遮挡的特征超过阈值；及，

当所述感应信息出现被遮挡的特征超过阈值时，确定在所述预设检测区域内检测到所述受电弓。

3.根据权利要求1或2所述受电弓运行状态监测方法，其特征在于，所述将所述三维信息采集模块所采集的图像数据进行分析处理，构建受电弓三维尺寸信息模型，并提取所述受电弓的尺寸信息，包括：

获取各个所述图像数据采集装置从不同位置同步采集的所述图像数据信息；

获取所述至少两个所述图像数据采集装置的标定信息；

结合所述标定信息对各个所述图像数据信息进行特征点提取、图像匹配及三维恢复，构建所述受电弓三维尺寸信息模型；及，

根据所述受电弓三维尺寸模型，提取所述受电弓的尺寸信息。

4.根据权利要求3所述受电弓运行状态监测方法，其特征在于，所述启动三维信息采集模块对所述受电弓进行图像数据采集，包括：

触发所述三维信息采集模块中结构光光源投射结构光于所述受电弓上；及，

触发所述三维信息采集模块中至少两个图像数据采集装置从不同位置同步采集所述结构光投射于所述受电弓上的图像数据信息。

5.根据权利要求4所述受电弓运行状态监测方法，其特征在于，所述受电弓的尺寸信息为受电弓滑板的厚度信息，所述结构光为投射于所述受电弓上的光栅图像信息；

所述将所述三维信息采集模块所采集的图像数据进行分析处理，构建受电弓三维尺寸信息模型，并提取受电弓的尺寸信息，包括：

获取各个所述图像数据采集装置从不同位置同步采集的所述光栅图像信息；

获取所述至少两个所述图像数据采集装置的标定信息；

结合所述标定信息对各个所述光栅图像信息进行条纹图像匹配、条纹特征点提取及三维恢复；

根据所有所述三维恢复结果拟合得到两条包络所有所述条纹两个端点的平滑曲线，所述平滑曲线之间的位置信息构成所述受电弓的厚度信息。

6.一种受电弓运行状态监测装置，其特征在于，包括：

在预设检测区域内判断是否检测到受电弓的受电弓探测触发模块；

对所述受电弓进行图像数据采集的三维信息采集模块；及，

将所述三维信息采集模块所采集的图像数据进行分析处理，构建受电弓三维尺寸模型，提取受电弓的尺寸信息的分析处理模块；

所述受电弓探测触发模块、所述三维信息采集模块及所述分析处理模块之间依次电性连接；

所述三维信息采集模块包括：用于从不同位置采集包含同一受电弓的至少两个图像数据采集装置；各个所述图像数据采集装置于所述受电弓的成像区域均全部/部分覆盖所述预设检测区域。

7.根据权利要求6所述受电弓运行状态监测装置，其特征在于，所述三维信息采集模块还包括用于产生结构光的结构光光源，所述结构光全部/部分覆盖所述预设检测区域。

8.根据权利要求7所述受电弓运行状态监测装置，其特征在于，所述受电弓探测触发模块包括：

用于向所述预设检测区域内投射感应信号的感应信号投射单元；

用于获取所述感应信号的感应获取单元；

用于判断所述感应信息是否出现被遮挡的特征超过阈值的探测单元；及，

当所述感应信息出现被遮挡的特征超过阈值时，用于触发所述三维信息采集模块的触发单元；

所述感应信号投射单元、感应单元、所述获取单元、所述探测单元及所述触发单元依次电性连接。

9.根据权利要求8所述受电弓运行状态监测装置，其特征在于，所述感应获取单元为视觉图像检测装置，红外图像检测装置，紫外图像检测装置及激光探测装置中的至少一种。

10.根据权利要求9所述受电弓运行状态监测装置，其特征在于，至少两个所述图像数据采集装置的位置以所述结构光光源的光轴为中心对称设置，且至少两个所述图像数据采集装置的镜头中心点的连线与所述受电弓的延伸方向平行。