CN107635823A - 用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的系统和方法 - Google Patents

用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107635823A
CN107635823A CN201680027735.0A CN201680027735A CN107635823A CN 107635823 A CN107635823 A CN 107635823A CN 201680027735 A CN201680027735 A CN 201680027735A CN 107635823 A CN107635823 A CN 107635823A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bow collector
image
monitoring station
bow
panel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680027735.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107635823B (zh
Inventor
M·萨奇
S·弗朗切斯科
L·阿斯卡里
L·基耶西
J·坎宁安
C·麦克罗伊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kai Italy Co Ltd
Original Assignee
Kai Italy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kai Italy Co Ltd filed Critical Kai Italy Co Ltd
Publication of CN107635823A publication Critical patent/CN107635823A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107635823B publication Critical patent/CN107635823B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M1/00—Power supply lines for contact with collector on vehicle
    • B60M1/12—Trolley lines; Accessories therefor
    • B60M1/28—Manufacturing or repairing trolley lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/02—Profile gauges, e.g. loading gauges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/50—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/57—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for vehicles or trains, e.g. trackside supervision of train conditions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/245—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using a plurality of fixed, simultaneously operating transducers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9515—Objects of complex shape, e.g. examined with use of a surface follower device
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/239—Image signal generators using stereoscopic image cameras using two 2D image sensors having a relative position equal to or related to the interocular distance
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/254—Image signal generators using stereoscopic image cameras in combination with electromagnetic radiation sources for illuminating objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B61L23/04—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B61L23/041—Obstacle detection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/243—Image signal generators using stereoscopic image cameras using three or more 2D image sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

用于沿架空接触线对集电弓(100)进行视频检查的方法，包括以下步骤：在多个监视站(2)中检测集电弓(100)的通过；在每个监视站(2)中，响应于检测到集电弓(100)的通过，照明集电弓(100)的一部分通过的第一架空区；在每个监视站(2)中，在照明第一架空区的步骤期间，藉由至少一对立体摄像机(5a、5b)采集第一架空区的图像；计算所采集的图像之间的视差；重建集电弓(100)的该部分的三维模型。

Description

用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的系统和方法
技术领域
本发明的目标是用于沿架空接触线(overhead contact line)对集电弓进行视频检查的系统和方法。
如已知的，从架空接触线中拾取电流的牵引轨道车辆通常采用被称为“集电弓”的设备。
背景技术
集电弓由以下组成：被称为框架的、藉由滑动架顶上的绝缘体安装铰接系统，以及装备有与电接触线的一条或多条线路直接接触的接触带的头部。接触带包括由导电材料，例如铜、钢、铝或碳制成的条。
在此上下文中，参照包括两个接触带和两个侧角的Y型集电弓。然而，本发明的目标也适应于集电弓的其它模型。
沿接触线滑动时引发的机械摩擦导致接触带的磨损，进而可导致对机车和/或对电气架空线路的损害。
为了监视接触带的磨损状态从而能够在轨道线损害之前修复或替换它们，已经开发了检查系统，包括手动和自动系统两者，用于检查集电弓的磨损状态。
例如，意大利专利No.1401952中揭示的解决方案是后一组的一部分，并且它涉及用于由位于沿轨道线分布的相等数量的图像采集站中的多个相机捕获的集电弓图像的自动诊断系统。
由每个相机采集的图像被发送给远程服务器，远程服务器执行合适的处理规程并且在存在对集电弓损害(例如，角丢失或弯曲、错位等)的情况下，它生成自动警报信号。
尽管比结合光纤的检查系统更为可靠，但上述解决方案自身也有若干问题。具体来说，基于仅使用一个摄像机的所有系统都未获得对接触带的整个区域上的接触材料厚度的良好测量，或者未标识并测量可能的裂纹。
市场上也存在可用于基于使用激光扫描仪类型的摄像机来重建集电弓的三维模型的系统。
除了非常昂贵以外，这些系统还要求复杂的基础设施以供安装。实际上，为了确保可靠的测量，摄像机必须位于移动集电弓上方。此外，它们必须直接在安装地点校准。尤其是，测量的可靠性取决于集电弓的速度，该速度可达到300km/h以及更高。
例如，文档EP 1766326揭示了这种类型的解决方案。
文档WO 2011/035983揭示了一种用于基于使用安排在集电弓上方的入口上的多个摄像机来监视若干结构元件的系统，其中有集电弓的悬链线(catenary)和接触带。
除了以上列出的问题以外，也应该注意获得集电弓的完整模型中涉及的困难，即关于接触带和侧角的困难。
发明目标
在上下文中，本发明潜在的技术任务是提供一种克服了以上提及的现有技术缺陷的、用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的系统和方法。
具体来说，本发明的目标是使得一种用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的系统和方法可用，这使得重建集电弓的三维模型成为可能，该系统和方法与已知解决方案相比更为可靠、并且独立于机车速度而工作。
本发明的另一目标是提供一种用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的系统和方法，该系统和方法提供对集电弓的完整重建，即包括接触带和侧角的重建。
本发明的进一步目标是提供一种用于基于与现有技术解决方案相比更简单、更安全和更经济的基础设施来沿架空接触线对集电弓进行视频检查的系统。
所定义的技术任务和所规定的目标基本上是由用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的系统来达成的，该系统包括：
多个监视站，每个监视站包括用于检查集电弓通过的检查装置，第一照明装置，用于照明集电弓的一部分通过的第一架空区，第一采集装置，用于采集第一架空区的图像，以及本地处理器；在监视站的每个监视站中，用于采集图像的采集装置包括至少一对立体摄像机，本地处理器被配置成计算由每对立体摄像机采集的图像之间的视差。
优选地，用于检查集电弓通过的检查装置包括激光测距仪。
优选地，第一照明装置包括具有平面延伸并承载多个LED源的第一面板。第一面板位于相对于地面的预确立高度，并定向成发射淹没所述第一架空区的光束。
优选地，在每个监视站中，第一面板和一对立体摄像机以如下方式来安排和定向：使得相应的第一架空区的所采集图像是处于运送中的集电弓的上部和端部的帧。
优选地，每个监视站包括用于照明集电弓的区域部分通过的第二架空区的第二照明装置，以及用于采集第二架空区的图像的附加摄像机。
优选地，第二照明装置包括具有平面延伸并承载多个LED源的第二面板。第二面板位于相对于地面的预确立高度，并定向成发射淹没所述第二架空区的光束。
优选地，在每个监视站中，附加摄像机以如下方式来安排和定向：使得从相应的第二架空区采集的图像是处于运送中的集电弓的其余端部的帧。
优选地，每个监视站包括关于架空接触线位于相对侧上的第一柱和第二柱。具体来说，第一柱承载激光测距仪、第一面板和一对立体摄像机。第二柱承载第二面板和附加摄像机。
所定义的技术任务和所规定的目标基本上是由用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的方法来达成的，该方法包括以下步骤：
-在多个监视站中检测集电弓的通过；
-在每个监视站中，响应于检测到集电弓的通过，照明集电弓的一部分通过的第一架空区；
-在每个监视站中，在照明第一架空区的步骤期间，采集第一架空区的图像；
-处理从每个监视站采集的图像。
最初，在每个第一架空区中，由至少一对立体摄像机采集图像并且处理所采集的图像的步骤包括计算视差的子步骤和重建集电弓的该部分的三维模型的子步骤。
优选地，在每个监视站中，响应于检测到集电弓的通过，照明集电弓的其余部分通过的第二架空区。
在该照明过程期间，采集第二架空区的图像。以此方式，处理图像的步骤也使用在相应的第二架空区中采集的图像以便完成集电弓的三维模型。
有利地，针对每个监视站的集电弓的所重建模型与集电弓的理想模型作比较以获得关于该集电弓的磨损状态的信息。
附图说明
从用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的系统和方法的优选但非排他实施例的近似并且因此是非限定性描述中，本发明的进一步特性和益处将变得更明显，其中：
-图1是从上方看集电弓的Y型类型的示意侧视图；
-图2是根据本发明的视频检查系统的简化框图；
-图3示意性地解说了应用于双轨线的图2的视频检查系统的部件；
-图4和5解说了分别在前视图和侧视图中的根据不同实施例的图2的视频检查系统的部件(第一柱)；
-图6解说了在变型实施例中的图2的视频检查系统的摄像机和测距仪的安排；
-图7解说了图6的变型实施例的一些特征信号；
-图8是根据附加实施例的图2的视频检查系统的部件(第一柱)的透视图。
本发明优选实施例的详细描述
参照附图，标号1指示例如安装在机车上的沿架空接触线对集电弓100进行视频检查的系统。
在本文所描述和解说的实施例中，集电弓100是Y型集电弓，包括与架空线接触的两个接触带101、102以及两个侧角103、104。
系统1包括沿架空接触线分布的多个监视站2。
每个监视站2包括：
-检测装置3，用于检测集电弓100的通过；
-第一照明装置4，用于照明集电弓100的一部分通过的第一架空区；
-第一采集装置5，用于采集第一架空区的图像。
最初，用于采集图像的第一采集装置5包括至少一对立体摄像机5a、5b。优选地，两个立体摄像机5a、5b是矩阵摄像机，并且它们具有2-20M像素的分辨率。
立体摄像机5a、5b中的每一者具有CMOS类型(“互补金属氧化物半导体”的首字母缩写)或CCD类型(“电荷耦合器件”的首字母缩写)的传感器。
优选地，用于检测集电弓100通过的检测装置3包括已知类型的激光测距仪3。
优选地，用于照明第一架空区的第一照明装置4用LED技术来实现。
例如，第一照明装置4包括具有平面延伸并承载多个LED源7的第一面板6。优选地，每个LED源7可沿两个轴来定向(在光学中，这被称为“平移/倾斜”旋转)。
具体来说，第一面板6位于相对于地面T的预确立高度，并定向成发射淹没所述第一架空区的光束。
在本文所描述和解说的实施例中，集电弓100的通过并且在每个监视站2的第一架空区中照明和采集的那部分对应于上面中央部分(两个接触带101、102)并且对应于端部(角103、104之一)。
优选地，在每个监视站2中，第一面板6和一对立体摄像机5a、5b以如下方式来安排和定向：使得相应的第一架空区的所采集图像是从上方看处于运送中的集电弓100的两个接触带101、102以及角103、104之一的帧。
优选地，这两个立体摄像机5a、5b根据水平基线来定位。如已知的，术语“基线”指示一对立体摄像机的光轴之间的距离。在该情形中，基线在10到50cm之间。
更优选地，用于检测集电弓100通过的检测装置3包括根据彼此的预确立距离dtel处的水平基线安排的已知类型的两个激光测距仪3a、3b。两个激光测距仪3a、3b也位于与两个立体摄像机5a、5b相同的水平轴上，并且它们插入到这些摄像机之间(参见图6)。
在本文所描述和解说的实施例中，第一柱8位于每个监视站2中，并且它承载激光测距仪3、第一面板6和一对立体摄像机5a、5b。
优选地，每个监视站2包括第一本地或主处理器9a，它被配置成计算由每对立体摄像机5a、5b采集的图像之间的视差。
优选地，使用已知类型的算法来计算该视差。
假定不可能获得一对立体摄像机5a、5b的完美水平对准，第一本地处理器9a优选地还被配置成执行所采集图像的纠正。
具体来说，藉由已知算法来执行纠正。
最后，假定立体摄像机5a、5b的透镜引入失真，第一本地处理器9a优选地还被配置成执行所采集图像的失真校正(这也藉由已知算法)。
优选地，数据存储模块(未解说)也存在于每个监视站2中。
气象学数据，诸如由(已知类型的)气象站检测到的气温以及风向和风速是存储模块中存储的最重要的数据。
此外，记录关于如下的数据是可能的：
-关于摄像机、LED源和电池的操作的诊断；
-集电弓的架空接触线的位置；
-轨道车辆的行进方向和速度；
-车辆的标识。
系统1进一步包括中央处理器11，其藉由电缆或无线连接与监视站2通信。优选地，中央处理器11是适配成从监视站2(用作客户端)的本地主处理器9a接收数据(其中包括视差图)的远程服务器。
有利地，每个监视站2包括：
-第二照明装置14，用于照明集电弓100的其余部分通过的第二架空区；
-附加摄像机15，用于采集第二架空区的图像。
优选地，附加摄像机15是矩阵摄像机，并且它具有2-16M像素的分辨率。
优选地，用于照明第二架空区的第二照明装置14用LED技术来实现。
例如，第二照明装置14包括具有平面延伸并承载多个LED源17的第二面板16。优选地，每个LED源17可沿两个轴来定向(“平移/倾斜”轴)。
具体来说，第二面板16位于相对于地面T的预确立高度，并定向成发射淹没所述第二架空区的光束。
在本文所描述和解说的实施例中，集电弓100的通过并且在第二架空区中照明和采集的其余部分对应于未被第一架空区覆盖的端部(即，角103、104中的另一个)。
优选地，在每个监视站2中，第二面板16和附加摄像机15以如下方式来安排和定向：使得相应的第二架空区的所采集图像是从上方看处于运送中的集电弓100的角103、104的尚未采集到的帧。
在本文所描述和解说的实施例中，第二柱18位于每个监视站2中，并且它承载第二面板16、附加摄像机15以及与第一本地处理器9a通信的第二本地处理器9b。具体来说，第一本地处理器9a用作“主”而第二本地处理器9b用作“从”。两个本地处理器9a、9b之间的通信优选地是无线的。
具体来说，第一柱8和第二柱18位于关于架空接触线的相对侧上。
迄今为止描述的用于视频检查的系统被适配成监视针对单轨道线的集电弓100。
在双轨道线的情形中，必须监视两个集电弓100的状况，一个集电弓100出站轨道Ba的机车相关联，而一个集电弓100与入站轨道Br的机车相关联。
针对双轨道线的系统1的结构类似于针对单轨道线的系统的结构，具有某些元件的必要复制。
具体来说，出站轨道Ba的每个监视站2证实在第一柱8和在第二柱18上是如下“分布的”：
-第一柱8，其位于出站轨道Ba的侧面，支撑激光测距仪3(或两个激光测距仪3a、3b)、第一面板6、一对立体摄像机5a、5b以及第一本地处理器9a；
-第二柱18，其位于入站轨道Br的侧面，支撑第二面板16、附加摄像机15和第二本地处理器9b。
以类似方式，入站轨道Br的每个监视站2分布在相同的两个柱8、18上，但具有相反功能。实际上，在该情形中，第二柱18承载用于入站轨道Br的激光测距仪3(或两个激光测距仪3a、3b)、第一面板6、一对立体摄像机5a、5b以及第一本地处理器9a。第一柱8替代地承载第二面板16、附加摄像机15以及第二本地处理器9b。
优选地，第一柱8包括用于一对立体摄像机5a、5b和附加摄像机15的壳体箱19，该对立体摄像机5a、5b可操作地在针对出站轨道Ba的集电弓100上活跃，而附加摄像机15可操作地在针对入站轨道Br的集电弓100上活跃。
可操作地在针对出站轨道Ba的集电弓100上活跃的激光测距仪3(或两个激光测距仪3a、3b)也被安排在壳体箱19中。
第二柱18包括用于一对立体摄像机5a、5b和附加摄像机15的壳体箱29，该对立体摄像机5a、5b可操作地在针对入站轨道Br的集电弓100上活跃，而附加摄像机15可操作地在针对出站轨道Ba的集电弓100上活跃。
可操作地在针对入站轨道Br的集电弓100上活跃的激光测距仪3(或两个激光测距仪3a、3b)也安排在壳体箱29中。
在每个柱8、18中，面板6、16可被安排在不同高度(如图3中)或相同高度(如图4和5)。在面板6、16处于相同高度的情形中，它们相对于地以不同角度倾斜(如图5中所示)，因为它们需要分别照明针对最近轨道的集电弓通过的第一架空区，以及针对最远轨道的集电弓通过的第二架空区。
代替采用四个面板，一个(未解说的)变型实施例采用：
-在第一柱8上仅一个面板，所述面板包括可定向成使得照明与出站轨道Ba相关联的集电弓100的上部和外部端部通过的第一架空区的若干LED源，以及可定向成使得照明与入站轨道Br相关联的集电弓100的内部端部通过的第二架空区的若干LED源；
-在第二柱18上仅一个面板，所述面板包括可定向成使得照明与入站轨道Br相关联的集电弓100的上部和外部端部通过的第一架空区的若干LED源，以及可定向成使得照明与出站轨道Ba相关联的集电弓100的内部端部通过的第二架空区的若干LED源。
优选地，因为支撑结构20藉由滑轮机构滑动安装在每个柱8、18上，柱8、18上的各种组件(壳体箱19、29，面板6、16等)的安装是可能的。以此方式，安装和维护规程变得容易。
例如，图8中示出了藉由附加照明面板26的这种类型的安装。
无线通信模块13和本地处理器9a、9b替代优选地位于每个柱8、18的基底处以方便对它们的访问。
替换实施例提供了使用与柱8、18不同的支撑结构，但在任何情形中，优选地位于轨道Ba、Br侧面。
系统1还可位于轨道Ba、Br上方。
本文中以下描述用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的方法。
出于简化起见，这里参照具有相关集电弓100的机车在其上通过的单轨道线。
在每个监视站2中，位于第一柱8上的激光测距仪3检测集电弓100通过并生成激活信号S1以供控制单元12控制第一面板6的LED源7以激活这些源7并由此照明第一架空区。
控制LED源7的控制单元12进而向(根据已知技术先前校准的)一对立体摄像机5a、5b发送同步信号S2，这对立体摄像机5a、5b采集第一架空区的图像。
具体来说，所采集的图像是从上方看处于运送中的集电弓100的接触带101、102和外部角103(最靠近第一柱8的那个角)的图像。
第一本地处理器9a计算所采集的图像之间的视差并将其发送给中央处理器11。
同步信号S2也被发送给第二面板16的LED源17和附加摄像机15，LED源17和附加摄像机15都位于第二柱18上。换句话说，第一面板6执行“主”的功能，而第二面板16执行“从”的功能。在变型实施例中，“主”的功能直接由一对立体摄像机5a、5b来执行。
同步信号S2藉由位于第一柱8上的无线通信模块13从第一柱8发送到第二柱18。在变型实施例中，通信模块13被结合到第一面板6中。响应于同步信号S2，第二面板16的LED源17接通且附加摄像机15采集第二架空区的图像。
具体来说，所采集的图像是从上方看处于运送中的集电弓104的内部角104(最靠近第二柱18的那个角)的图像。
这些图像也被发送给中央处理器11，其被配置成重建集电弓100的三维模型。
中央处理器11被进一步配置成将针对每个监视站2的集电弓100所重建的模型与集电弓100的理想模型作比较以获得关于集电弓100的磨损状态的信息。
此外，来自两个摄像机5a、5b的立体视图使得进行绝对空间测量而非仅相对测量成为可能。
因此，中央处理器11被配置成处理经重建模型并获得可能轨道的维度、受磨损影响的区域等，而无需与理想模型作比较。
优选地，对于每个监视站2而言，要照明的第一架空区被选择为还包括一片区的架空接触线。以此方式，从由本地处理器9a执行的视差计算获得集电弓100通过期间关于该片区的位置的信息。
优选地，中央处理器11也被配置成将集电弓100通过期间该片区架空接触线的位置与没有集电弓100情况下(即，休息时)该片区的位置作比较。
采用夹在立体摄像机5a、5b之间的两个激光测距仪3a、3b的实施例使得检测集电弓100通过并计算其速度(并且因此还计算列车速度)成为可能。
具体来说，在每个监视站2中，位于第一柱8上的两个测距仪之一――应当称为“第一测距仪3a”――首先检测集电弓100通过并且它生成第一触发信号TGR1。位于相同柱8上的另一测距仪――应当称为“第二测距仪3b”――随后检测集电弓100通过，从而生成相对于第一触发信号TGR1延迟的第二触发信号TGR2。
两个测距仪3a、3b之间的预确立距离dtel是已知的(这是设计约束)并且第一与第二触发信号TGR1、TGR2之间的时间延迟Δdtel是可测量的。因此，可使用以下关系来获得集电弓100(以及列车)的速度V：
V(km/h)＝dtel(mm)/Δttel(ms)×3，6。
已经计算了集电弓100的速度V，随后生成用于激活LED源7的激活信号S1并且摄像机5a、5b如上所述地同步。使用两个测距仪3a、3b的优势在于以下事实：知道集电弓100的速度V使得计算应当生成用于激活LED源7和摄像机5a、5b的激活信号的精确瞬间成为可能，从而在第一架空区中采集的集电弓110的各部分始终落在图像的同一区域内，无论集电弓100的模型如何。
根据本发明的用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的系统和方法的特性从所提供的描述中可变得清楚，其优势也是如此。
具体来说，针对每个监视站使用一对立体摄像机使得重建集电弓的非常精确的三维模型成为可能，这不会因机车速度(例如，可达到高达300km/h的速度)而受损。
通过将由此重建的三维模型与集电弓的理想模型作比较，因此获得关于集电弓的实际状况(受磨损、裂纹、碎裂、缺陷影响的区域)的可靠信息并且由此计划维护或替换规程成为可能。
此外，使用附加摄像机使得由于对最远角的图像采集而完成集电弓的重建模型成为可能。
所提议的方法还能够监视架空线(导线)上集电弓的压力，由此避免使用附加的线上板载仪器。
此外，与采用要求放置在轨道上方框架上的“激光－扫描仪”类型的传感器不同，在该情形中，一对立体摄像机和LED源可位于沿该线的更为安全的地点。
例如，它们可位于柱或其它侧向支撑上，而不会影响所采集图像的质量。
此外，可使用已经沿轨道线存在的基础设施，这在所占据的空间、效率和成本方面具有显著优势。
这还使得简化视频检查系统的安装和维护成为可能。
而且，相同的支撑基础设施可被用于应用于单轨道线的系统以及应用于双轨道线的系统。
使用LED照明技术满足了与这些类型的系统的历时和可靠性有关的需要。另外，LED源的冗余提供了即使在某些源故障情形中也使用该系统的持续性。

Claims (13)

1.一种用于沿架空接触线对集电弓(100)进行视频检查的方法，所述方法包括以下步骤：
在多个监视站(2)中检测所述集电弓(100)的通过；
在每个监视站(2)中，响应于检测到所述集电弓(100)的所述通过，照明所述集电弓(100)的一部分通过的第一架空区；
在每个监视站(2)中，在照明所述第一架空区的所述步骤期间，采集所述第一架空区的图像；
处理从每个监视站(2)采集的所述图像，
其特征在于，在每个第一架空区中，由至少一对立体摄像机(5a、5b)采集所述图像，处理所采集图像的所述步骤包括计算所采集图像之间的视差的子步骤和重建所述集电弓(100)的所述部分的三维模型的子步骤。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
在每个监视站(2)中，响应于检测到所述集电弓(100)的所述通过，照明所述集电弓(100)的区域部分通过的第二架空区；
在每个监视站(2)中，在照明所述第二架空区的所述步骤期间，采集所述第二架空区的图像，处理从每个监视站(2)采集的所述图像的所述步骤还使用在相应第二架空区中采集的所述图像，从而完成所述集电弓(100)的所述三维模型。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：将针对每个监视站的所述集电弓(100)的所重建模型与所述集电弓(100)的理想模型作比较，从而获得关于所述集电弓(100)的磨损状态的信息。
4.一种用于沿架空接触线对集电弓(100)进行视频检查的系统(1)，所述系统包括：
多个监视站(2)，每个监视站包括用于检测所述集电弓(100)的通过的检测装置(3)，用于照明所述集电弓(100)的一部分通过的第一架空区的第一照明装置(4)，用于采集所述第一架空区的图像的第一采集装置(5)，以及第一本地处理器(9a)，
其特征在于，在所述监视站(2)中的每个监视站中，用于采集图像的所述采集装置(5)包括至少一对立体摄像机(5a、5b)，所述第一本地处理器(9a)被配置成计算由每对立体摄像机(5a、5b)采集的图像之间的视差。
5.如权利要求4所述的用于视频检查的系统(1)，其特征在于，用于检测所述集电弓的通过的所述检测装置(3)包括至少一个激光测距仪。
6.如权利要求5所述的用于视频检查的系统(1)，其特征在于，所述立体摄像机(5a、5b)根据水平基线来安排。
7.如权利要求6所述的用于视频检查的系统(1)，其特征在于，用于检测所述集电弓的通过的所述检测装置(3)包括夹在所述立体摄像机(5a、5b)之间并根据同一水平基线来安排的两个激光测距仪(3a、3b)。
8.如权利要求5到7所述的用于视频检查的系统(1)，其特征在于，所述第一照明装置(4)包括具有平面延伸并承载多个LED源(7)的第一面板(6)，所述第一面板(6)位于相对于地面(T)的预确立高度，并定向成发射淹没所述第一架空区的光束。
9.如权利要求8所述的用于视频检查的系统(1)，其特征在于，在每个监视站(2)中，所述第一面板(6)和所述一对立体摄像机(5a、5b)以如下方式来安排和定向：使得从相应的第一架空区的所采集图像是处于运送中的所述集电弓(100)的上面部分和端部的帧。
10.如权利要求9所述的用于视频检查的系统(1)，其特征在于，每个监视站(2)进一步包括用于照明所述集电弓(100)的其余部分通过的第二架空区的第二照明装置(14)，以及用于采集所述第二架空区的图像的附加摄像机(15)。
11.如权利要求10所述的用于视频检查的系统(1)，其特征在于，所述第二照明装置(14)包括具有平面延伸并承载多个LED源(17)的第二面板(16)，所述第二面板位于相对于地面(T)的预确立高度，并定向成发射淹没所述第二架空区的光束。
12.如权利要求10或11所述的用于视频检查的系统(1)，其特征在于，在每个监视站(2)中，所述附加摄像机(15)以如下方式来安排和定向：使得从相应的第二架空区采集的图像是处于运送中的所述集电弓(100)的其余端部的帧。
13.如权利要求10到12所述的用于视频检查的系统(1)，其特征在于，每个监视站(2)进一步包括位于关于所述架空接触线的相对侧上的第一柱(8)和第二柱(18)，所述第一柱(8)承载所述激光测距仪(3)、所述第一面板(6)和所述一对立体摄像机(5a、5b)，而所述第二柱(18)承载所述第二面板(16)和所述附加摄像机(15)。
CN201680027735.0A 2015-05-12 2016-05-09 用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的系统和方法 Active CN107635823B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITPR2015A000034 2015-05-12
ITPR2015A000034A ITPR20150034A1 (it) 2015-05-12 2015-05-12 Sistema e metodo di video-ispezione di un pantografo lungo una linea aerea di contatto
PCT/IB2016/052626 WO2016181280A1 (en) 2015-05-12 2016-05-09 System and method for the video inspection of a pantograph along an overhead contact line

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107635823A true CN107635823A (zh) 2018-01-26
CN107635823B CN107635823B (zh) 2020-09-18

Family

ID=53794396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680027735.0A Active CN107635823B (zh) 2015-05-12 2016-05-09 用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的系统和方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10416090B2 (zh)
EP (1) EP3295158B1 (zh)
JP (1) JP6735339B2 (zh)
CN (1) CN107635823B (zh)
DK (1) DK3295158T3 (zh)
ES (1) ES2789450T3 (zh)
HK (1) HK1245730A1 (zh)
IT (1) ITPR20150034A1 (zh)
PL (1) PL3295158T3 (zh)
WO (1) WO2016181280A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108827185A (zh) * 2018-06-04 2018-11-16 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种轨道车辆车身的三维重建装置及三维重建方法
CN112325781A (zh) * 2020-10-16 2021-02-05 易思维（杭州）科技有限公司 轨道交通接触线磨耗检测装置及方法
CN112356878A (zh) * 2020-11-19 2021-02-12 易思维（杭州）科技有限公司 一种高精度来车、走车检测系统
CN114199105A (zh) * 2021-12-09 2022-03-18 湖北文理学院 一种机车构架自动调正检测平台及方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020041943A (ja) * 2018-09-12 2020-03-19 日立交通テクノロジー株式会社 パンタグラフの総合計測装置およびパンタグラフ押上げ力推定方法
CN109785377B (zh) * 2019-01-09 2023-05-26 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 弓网状态的检测方法
CN110097591B (zh) * 2019-04-29 2023-05-26 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 弓网状态的检测方法
CN111609813B (zh) * 2020-05-26 2021-11-09 成都唐源电气股份有限公司 一种基于3d成像的受电弓磨耗测量方法及系统
CN112014400A (zh) * 2020-07-28 2020-12-01 中国铁建电气化局集团第五工程有限公司 一种基于4c检测技术的高铁接触网防零部件脱落新技术
CN112164044A (zh) * 2020-09-23 2021-01-01 北京交通大学 基于双目视觉的刚性接触网的磨耗分析方法
IT202000029978A1 (it) * 2020-12-04 2022-06-04 Tech For Edge Applications S R L Sistema di monitoraggio di veicoli
CN112762826B (zh) * 2020-12-25 2022-11-15 江苏集萃智能光电系统研究所有限公司 一种列车受电弓中心线偏移在线检测设备及方法
CN112781493B (zh) * 2020-12-25 2022-09-06 江苏集萃智能光电系统研究所有限公司 一种列车受电弓综合几何参数在线检测设备
CN112977535B (zh) * 2021-05-11 2021-07-30 领视科技成都有限公司 一种基于激光扫描的电气化铁路限界检测方法及系统
CN113104063A (zh) * 2021-06-09 2021-07-13 成都国铁电气设备有限公司 一种网轨隧综合检测系统及方法
CN114384072B (zh) * 2021-11-30 2023-07-11 杭州申昊科技股份有限公司 一种用于轨道巡检刚性接触网的磨耗检测方法及系统
CN118011891A (zh) * 2023-04-06 2024-05-10 南京星河世纪信息技术有限公司 一种高压设备智能监控系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100253329A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-07 Gianni Arcaini System and Apparatus for Automated Inspection of Overhead Electrical Traction Rail Car Pantographs
CN201716004U (zh) * 2010-06-28 2011-01-19 成都主导科技有限责任公司 机车受电弓滑板磨耗在线自动检测装置
JP2014159971A (ja) * 2013-02-19 2014-09-04 Meidensha Corp 摩耗測定装置及びその方法
JP2015017921A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 株式会社明電舎 摺り板形状計測装置
CN104567729A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 苏州华兴致远电子科技有限公司 受电弓运行状态监测方法及装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0879904A (ja) * 1994-08-31 1996-03-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd パンタグラフの異常検出装置
DE602005014235D1 (de) 2004-03-19 2009-06-10 Jrb Engineering Pty Ltd Optisches verfahren zur bestimmung einer grösse oder der orientierung eines bewegten objekts
JP4177288B2 (ja) * 2004-05-24 2008-11-05 日立交通テクノロジー株式会社 鉄道車両用屋根上機器監視測定装置
DE102009043215A1 (de) 2009-09-28 2011-05-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zur Kontrolle von Stromabnehmern, Lichtraumprofilen und horizontaler und vertikaler Fahrdrahtposition an Fahrzeugverbänden
IT1401952B1 (it) 2010-09-22 2013-08-28 Henesis S R L Sistema e metodo per il monitoraggio di pantografi.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100253329A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-07 Gianni Arcaini System and Apparatus for Automated Inspection of Overhead Electrical Traction Rail Car Pantographs
CN201716004U (zh) * 2010-06-28 2011-01-19 成都主导科技有限责任公司 机车受电弓滑板磨耗在线自动检测装置
JP2014159971A (ja) * 2013-02-19 2014-09-04 Meidensha Corp 摩耗測定装置及びその方法
CN104272058A (zh) * 2013-02-19 2015-01-07 株式会社明电舍 磨损测定装置及其方法
JP2015017921A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 株式会社明電舎 摺り板形状計測装置
CN104567729A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 苏州华兴致远电子科技有限公司 受电弓运行状态监测方法及装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108827185A (zh) * 2018-06-04 2018-11-16 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种轨道车辆车身的三维重建装置及三维重建方法
CN112325781A (zh) * 2020-10-16 2021-02-05 易思维（杭州）科技有限公司 轨道交通接触线磨耗检测装置及方法
CN112325781B (zh) * 2020-10-16 2022-05-17 易思维（杭州）科技有限公司 轨道交通接触线磨耗检测装置及方法
CN112356878A (zh) * 2020-11-19 2021-02-12 易思维（杭州）科技有限公司 一种高精度来车、走车检测系统
CN112356878B (zh) * 2020-11-19 2022-05-17 易思维（杭州）科技有限公司 一种高精度来车、走车检测系统
CN114199105A (zh) * 2021-12-09 2022-03-18 湖北文理学院 一种机车构架自动调正检测平台及方法
CN114199105B (zh) * 2021-12-09 2024-04-16 湖北文理学院 一种机车构架自动调正检测平台及方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3295158A1 (en) 2018-03-21
US10416090B2 (en) 2019-09-17
ES2789450T3 (es) 2020-10-26
CN107635823B (zh) 2020-09-18
HK1245730A1 (zh) 2018-08-31
PL3295158T3 (pl) 2020-09-21
WO2016181280A1 (en) 2016-11-17
US20180156737A1 (en) 2018-06-07
JP2018522526A (ja) 2018-08-09
EP3295158B1 (en) 2020-04-08
ITPR20150034A1 (it) 2016-11-12
JP6735339B2 (ja) 2020-08-05
DK3295158T3 (da) 2020-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107635823A (zh) 用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的系统和方法
CN107187464B (zh) 轨道板检测车、系统以及方法
KR101111569B1 (ko) 궤도차량을 이용한 철도시설물 감시시스템 및 방법
CN202098297U (zh) 接触网关键悬挂自动巡查装置
KR101927648B1 (ko) 차량 운행 고장 검출 시스템 및 방법
ES2470145T3 (es) Procedimiento y sistema estacionario para monitorizar equipos de un vehículo ferroviario
CN111289261B (zh) 一种库内车底部件检测方法
JP4567533B2 (ja) パンタグラフのすり板検査装置
WO2012057592A2 (ko) 궤도차량을 이용한 철도시설물 감시시스템 및 방법
CN101982609A (zh) 捣固车光电测量系统及方法
CN104567726A (zh) 车辆运行故障检测系统及方法
CN113104063A (zh) 一种网轨隧综合检测系统及方法
KR101016024B1 (ko) 스테레오 비전 방식을 이용한 전차선 측정 시스템
CN115675566A (zh) 一种轨道监测系统及监测方法
KR102004909B1 (ko) 텅레일 밀착상태 검지를 위한 검측시스템
RU2486466C2 (ru) Способ автоматического измерения износа контактного провода (проводов контактной сети)
CN110626380B (zh) 一种动车组正线检测方法
CN111812101A (zh) 受电弓滑板缺陷检测装置及方法
CN106183895B (zh) 一种单轨接触线磨耗检测装置及方法
CN107343171A (zh) 接触网标准图像库采集装置及其工作方法
CN117405173A (zh) 一种轨道交通弓网系统状态智能检测分析系统及其检测方法
CN204495924U (zh) 受电弓滑板监测装置
CN108760764B (zh) 列车定检系统及方法
CN216746014U (zh) 转向架落成的检测系统
CN109459440A (zh) 一种铁路接触网支撑机构缺陷检测成像系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1245730

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant