CN110986772A

CN110986772A - 一种接触网图像识别几何测量系统

Info

Publication number: CN110986772A
Application number: CN201911284732.7A
Authority: CN
Inventors: 史磊; 朱文超; 王忠民; 王建鹏; 赵策力; 郭奇; 王伟
Original assignee: Shanxi Information Industry Technology Research Institute Co ltd
Current assignee: Shanxi Information Industry Technology Research Institute Co ltd
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2020-04-10

Abstract

本发明公开了一种接触网图像识别几何测量系统，包括采集装置、接触网几何处理装置、电池、安装架和综合处理机；采集装置安装在安装架两侧，用于采集信息；电池为设备提供电能；采集装置采集的信息经接触网几何处理装置处理后传递给综合处理机；采集装置包括光源和相机；光源和相机均与电池电连接。有益效果在于：接触网检测系统主要由红外线激光器、BASLER工业相机、高性能工控机组成，整体造型方便运输、使用。采用结构光视觉测量方法，实现高精度、动态、无损检测功能。经线路试验验证，图像识别准确度达到99.7%，组合后可以全部识别。轨道几何参数通过采集计算机电路实现数据处理，最终通过综合处理工控计算机实现用户界面显示。

Description

一种接触网图像识别几何测量系统

技术领域

本发明涉及轨道测量技术领域，具体涉及一种接触网图像识别几何测量系统。

背景技术

电气化铁路牵引电网即接触网，是向列车输送电能的输电线路，其主要功能是通过列车上的受电弓或受电靴向列车提供电能。国内轨道交通采用的牵引电网主要有以下三种型式：柔性架空接触网、刚性架空接触网、接触轨系统。

柔性架空接触网系统由基础及支柱、支持装置、定位装置、接触悬挂、隔离开关及分段绝缘器、接地保护系统、防雷系统等部分组成，接触悬挂包括承力索、接触线、吊弦以及连接零件、电连接、补偿装置、锚段及锚段关节、中心锚结等部分。通常柔性接触网主要应用于高铁、城际铁路、普通电气化铁路等非隧道段的线路上，对于隧道较多的线路而言，一般只在车辆站场段、地上线路段等处有所使用。因为通常柔性线路较刚性线路高，所以需要一些刚柔过渡段线路。

柔性接触网关键部件是，接触线、承力索、吊弦。接触线的功能是保证质量良好地向机车供电。由于它与受电弓直接接触，经常处于摩擦状态，因此不但要求其具有良好的导电性能，还应具有足够的机械强度和耐磨性。承力索的主要功能是通过吊弦将接触线悬吊，承受接触线的重量，减少接触线的弛度。吊弦的功用是将接触线悬吊在承力索上，通过吊弦，调整接触线的弛度并改善授流质量。

刚性架空接触网系统由悬挂支持装置、汇流排、汇流排终端、膨胀补偿元件、接触线、刚柔过渡元件、电连接、中心锚结、隔离开关、分段绝缘器、接地保护系统、防雷系统等部分构成。架空刚性接触网按照汇流排型式划分，有T型、II型等。汇流排的功能是确保刚性接触网的载流量固定接触线。它不与受电弓直接接触，用来固定接触线，因此不但要求其具有良好的导电性能，还应具有足够的机械强度。

接触悬挂分为简单悬挂和链形悬挂。地铁采用弹性简单悬挂和简单链形悬挂。高铁采用复链型悬挂、弹性链型悬挂和简单链型悬挂。

地铁中以刚性接触网为主，柔性接触网为辅，刚柔交接的部分有过渡线路。接触网是电气化线路的重要组成部分，关于其检测具有很多的内容，本系统专注于接触网几何参数。接触网几何可以进行接触式检测或者静态检测，本系统的实现要点是非接触式动态检测。

传统的测量方式采用道尺及激光测量仪进行测量，将道尺或激光测量仪安放于线路中心处进行测量。该方法误差较大，效果低下。也有简单的接触网检测装置，主要由车辆生产厂家在车顶安装平台，安装一个相机，用于接触网视频的监控，但是由于相机分辨率不高，拍摄的图像模糊不清，而且没有定位功能，不能对接触网的故障进行准确定位。故而有必要开发一套高技能智能化接触网几何参数测量系统。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种接触网图像识别几何测量系统。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种接触网图像识别几何测量系统，包括采集装置、接触网几何处理装置、电池、安装架和综合处理机；

所述采集装置安装在安装架两侧，用于采集信息；

所述电池为设备提供电能；

所述采集装置采集的信息经接触网几何处理装置处理后传递给综合处理机；

所述采集装置包括光源和相机；所述光源和相机均与所述电池电连接。

作为优选的，所述采集装置为两组，两组所述采集装置分别安装在第一光窗和第二光窗内。

作为优选的，所述安装架设置有安装基座；通过所述安装基座能够可拆卸安装在行走装置上。

作为优选的，所述接触网几何处理装置包括扣件检测模块、扣件报送模块和数据传输模块；所述扣件检测模块用于检测扣件；所述扣件检测模块检测的信息经扣件报送模块传递给数据传输模块最终传送给综合处理机。

作为优选的，还包括电池仓；所述电池可拆卸安装在电池仓内。

作为优选的，所述第一光窗和所述第二光窗的一侧均安装有把手。

有益效果在于：接触网检测系统主要由红外线激光器、BASLER工业相机、高性能工控机组成，整体造型方便运输、使用。采用结构光视觉测量方法，实现高精度、动态、无损检测功能。经线路试验验证，图像识别准确度达到99.7%，组合后可以全部识别。轨道几何参数通过采集计算机电路实现数据处理，最终通过综合处理工控计算机实现用户界面显示。轨道几何参数检测平台仪器设备及传感器软件实现设备的内部线程调度、数据采集、信息融合以及与用户的人机交互。智能数据分析处理系统用于对轨道几何参数检测平台采集的数据进行分析，通过分析计算处理后显示数据和图形结果。根据工务和电务的要求，生成轨道几何参数报表，TQI报表及波形图等，为工务生产提供辅助决策信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明所述的接触网图像识别几何测量系统的立体图；

图2是本发明所述的接触网图像识别几何测量系统的结构示意图；

图3是本发明所述的接触网图像识别几何测量系统的控制原理图。

附图标记说明如下：

1、接触网几何处理装置；2、第一光窗；3、综合处理机；4、电池仓；5、安装基座；6、第二光窗；7、安装架；8、光源；9、相机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图3所示，本发明提供的一种接触网图像识别几何测量系统，包括采集装置、接触网几何处理装置1、电池、安装架7和综合处理机3；

所述采集装置安装在安装架7两侧，用于采集信息；

所述电池为设备提供电能；

所述采集装置采集的信息经接触网几何处理装置1处理后传递给综合处理机3；

所述采集装置包括光源8和相机9；所述光源8和相机9均与所述电池电连接。

作为优选的，所述采集装置为两组，两组所述采集装置分别安装在第一光窗2和第二光窗6内。

作为优选的，所述安装架7设置有安装基座5；通过所述安装基座5能够可拆卸安装在行走装置上。

作为优选的，所述接触网几何处理装置1包括扣件检测模块、扣件报送模块和数据传输模块；所述扣件检测模块用于检测扣件；所述扣件检测模块检测的信息经扣件报送模块传递给数据传输模块最终传送给综合处理机3。

作为优选的，还包括电池仓4；所述电池可拆卸安装在电池仓4内。

作为优选的，所述第一光窗2和所述第二光窗6的一侧均安装有把手。

作为优选的，还包括激光器，激光器将光平面投射到接触线上

接触网系统组成复杂，其几何参数众多，包括悬挂类型、锚段、跨距、岔区设置、拉出值、导线高度、弓网关系等。其中比较重要的几个参数为接触网的导高、拉出值。

导高定义为接触线最低点到当前里程位置上的轨道中心点的高度。

拉出值定义为接触线最低点到当前里程位置上的轨道中心点的平面距离。

导高和拉出值是相对于轨道任意截面的参数。轨道顶面是由轨道的上表面连线确定的面，其上对应于轨距中心的点即为轨道中心点，从接触网最低点向轨顶面做垂线，垂线的长度即为导高，垂足与轨道中心点之间的距离即为拉出值。

激光器将光平面投射到接触线上，在接触线底面行程亮带，即为待检测区域。使用面阵相机9拍摄待检测区域图像。

从图像中提取接触线下边缘点，即为接触线最低点。利用标定参数转换过程，将图像中最低点的像素坐标转换为空间坐标，结合轨距参数、系统结构转换参数等。

当线路实际检测过程中时，检测数据即可实时传输到上位机（综合处理计算机），完成导高、拉出值等参数的计算，进而得到所需的导高和拉出值测量结果。

有益效果在于：接触网检测系统主要由红外线激光器、BASLER工业相机9、高性能工控机组成，整体造型方便运输、使用。采用结构光视觉测量方法，实现高精度、动态、无损检测功能。经线路试验验证，图像识别准确度达到99.7%，组合后可以全部识别。轨道几何参数通过采集计算机电路实现数据处理，最终通过综合处理工控计算机实现用户界面显示。轨道几何参数检测平台仪器设备及传感器软件实现设备的内部线程调度、数据采集、信息融合以及与用户的人机交互。智能数据分析处理系统用于对轨道几何参数检测平台采集的数据进行分析，通过分析计算处理后显示数据和图形结果。根据工务和电务的要求，生成轨道几何参数报表，TQI报表及波形图等，为工务生产提供辅助决策信息。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种接触网图像识别几何测量系统，其特征在于：包括采集装置、接触网几何处理装置、电池、安装架和综合处理机；

所述采集装置安装在安装架两侧，用于采集信息；

所述电池为设备提供电能；

2.根据权利要求1所述的接触网图像识别几何测量系统，其特征在于：所述采集装置为两组，两组所述采集装置分别安装在第一光窗和第二光窗内。

3.根据权利要求2所述的接触网图像识别几何测量系统，其特征在于：所述安装架设置有安装基座；通过所述安装基座能够可拆卸安装在行走装置上。

4.根据权利要求3所述的接触网图像识别几何测量系统，其特征在于：所述接触网几何处理装置包括扣件检测模块、扣件报送模块和数据传输模块；所述扣件检测模块用于检测扣件；所述扣件检测模块检测的信息经扣件报送模块传递给数据传输模块最终传送给综合处理机。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的接触网图像识别几何测量系统，其特征在于：还包括电池仓；所述电池可拆卸安装在电池仓内。

6.根据权利要求2所述的接触网图像识别几何测量系统，其特征在于：所述第一光窗和所述第二光窗的一侧均安装有把手。