CN111006609A - 受电弓最大运行曲线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种受电弓最大运行曲线检测装置，包括图像采集箱和系统控制单元。图像采集箱用于采集受电弓的图像信息，并将受电弓的图像信息发送至系统控制单元。系统控制单元根据受电弓的图像信息确定受电弓的位置信息，并根据受电弓的位置信息获取受电弓最大运行曲线。图像采集箱包括密闭的箱体，箱体内设置有图像采集模块。图像采集模块包括主板和与主板连接的相机传感器模组。相机传感器模组设置在箱体顶面上。箱体的顶面设置有与相机传感器模组相适配的透明拍摄窗口。箱体以设定的倾斜角度设置在车顶。相机传感器模组的拍摄区域覆盖受电弓动态区间。该系统能够适应受电弓恶劣的工作环境、提高了检测精度和实时性。

Description

受电弓最大运行曲线检测装置

技术领域

本发明涉及受电弓最大运行曲线检测领域，特别涉及一种受电弓最大运行曲线检测装置。

背景技术

随着全国铁路提速，安全问题已成为重中之重，受电弓是机车安全运行重要组成结构之一，直接影响机车安全运行。受电弓是火车从接触导线上汲取电流的重要电气设备，取流过程中，受电弓与接触导线紧密耦合。但由于弓网之间存在复杂的力学和电气交互影响，其故障率一直较高。为防止受电弓同一位置过渡磨损，接触网成“Z”字型布置。受电弓长期处于运行状态，与接触线之间存在着接触压力，因此会在受电弓滑板表面形成刮痕，在列车行进过程中，受电弓位置会不断变化，引发弓的抬升及左右偏移，这种情况给列车安全运行带来了一定的隐患。受电弓最大运行曲线是指受电弓外形轮廓在垂直方向的上下最大振动量和水平方向的左右最大摆动量所形成的包络线。受电弓最大运行曲线在检测在高速电气化铁道检测方面已经得到了广泛应用。

目前，很多测量手段无法适应受电弓恶劣的工作环境。传统检测方式为人工测量，这种检测工作量大、精度低，费时费力且不安全。人工检测方式效率慢，不能及时发现问题。

因此，研发一种精度高、效率高、能适应恶劣的工作环境的受电弓最大运行曲线检测装置成为本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种受电弓最大运行曲线检测装置，以解决现有技术中很多测量手段无法适应受电弓恶劣的工作环境、检测工作量大、精度低，费时费力且不安全的问题。

本发明实施例提供了一种受电弓最大运行曲线检测装置，包括图像采集箱和系统控制单元；

所述图像采集箱用于采集受电弓的图像信息，并将所述受电弓的图像信息发送至所述系统控制单元；所述系统控制单元根据所述受电弓的图像信息确定所述受电弓的位置信息，并根据所述受电弓的位置信息获取所述受电弓最大运行曲线；

所述图像采集箱包括密闭的箱体，所述箱体内设置有图像采集模块；

所述图像采集模块包括主板和与主板连接的相机传感器模组；

所述相机传感器模组设置在所述箱体顶面上；

所述箱体的顶面设置有与所述相机传感器模组相适配的透明拍摄窗口；

所述箱体以设定的倾斜角度设置在车顶；

所述相机传感器模组的拍摄区域覆盖受电弓动态区间。

进一步地，所述系统控制单元还用于判断所述受电弓的位置信息是否在所述受电弓最大运行曲线内，得到判断结果；在所述判断结果为否的情况下，更新所述受电弓最大运行曲线。

进一步地，所述系统控制单元根据所述受电弓的图像信息确定所述受电弓的位置信息前，还用于根据以下至少之一的方式对所述受电弓的图像信息进行预处理；

图像增强、滤波、去噪。

进一步地，所述箱体包括倾斜角度调节装置。

进一步地，所述图像采集模块还包括设置在所述箱体顶面的补光单元；

所述箱体的顶面设置有与所述补光单元相适配的透明补光窗口；

所述补光单元的补光区域覆盖所述相机传感器模组的拍摄区域。

进一步地，所述相机传感器模组和所述补光单元设置在所述箱体顶面的中线上。

进一步地，所述图像采集箱还包括控制模块用于控制所述图像采集模块采集所述受电弓的图像信息。

进一步地，所述图像采集箱还包括电池模块；

所述电池模块用于给所述图像采集箱供电。

进一步地，所述图像采集模块的数量为两个。

进一步地，所述系统控制单元和所述图像采集箱通过连接线连接；所述连接线上设置有穿线管。

本发明实施例提供的一种受电弓最大运行曲线检测装置，通过箱体隔离相机传感器模组与外部环境，确保相机传感器模组在恶劣的天气能够正常工作。图像采集箱受到撞击或摩擦时，箱体还能够起到保护的作用。解决了现有测量手段无法适应受电弓恶劣的工作环境的问题。该系统代替人工检测，解决了检测工作量大、精度低，费时费力且不安全的问题。

附图说明

图1是本发明实施例的受电弓最大运行曲线检测装置结构图。

图2是本发明实施例的图像采集箱结构图。

图3是本发明实施例的图像采集箱安装结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前受电弓最大运行曲线的检测普遍采用人工测量，这种检测工作量大、精度低，费时费力且不安全。本发明实施例提供了一种受电弓最大运行曲线检测装置，图1是本发明实施例的受电弓最大运行曲线检测装置结构图。如图1所示，该受电弓最大运行曲线检测装置包括图像采集箱11和系统控制单元13；

图像采集箱11用于采集受电弓的图像信息，并将受电弓的图像信息发送至系统控制单元；系统控制单元13根据受电弓的图像信息确定受电弓的位置信息，并根据受电弓的位置信息获取受电弓最大运行曲线；图像采集箱11包括密闭的箱体，箱体内设置有图像采集模块；图像采集模块包括主板和与主板连接的相机传感器模组；相机传感器模组设置在箱体顶面上；箱体的顶面设置有与相机传感器模组相适配的透明拍摄窗口；箱体以设定的倾斜角度设置在车顶；相机传感器模组的拍摄区域覆盖受电弓动态区间。

本发明实施例提供的受电弓最大运行曲线检测装置通过设置在车顶的图像采集箱11采集受电弓的图像信息，再通过系统控制单元确定受电弓最大运行曲线，能够代替人工检测，降低了检测成本，提高了检测效率和安全性。该系统密闭的箱体能够隔离相机传感器模组与外部环境，确保相机传感器模组在恶劣的天气能够正常工作。图像采集箱11受到撞击或摩擦时，箱体还能够起到保护的作用。该系统能够适应受电弓恶劣的工作环境，提高了检测的可靠性。

在一个可选实施例中，系统控制单元13还用于判断受电弓的位置信息是否在受电弓最大运行曲线内，得到判断结果，在判断结果为否的情况下，更新受电弓最大运行曲线。本发明实施例采用车载安装方式，实时对受电弓进行检查，当发生运行曲线异常偏离时，可及时更新最新受电弓最大运行曲线，避免事故发生，对保证机车安全运行具有重要的现实意义。

在图像采集环境中，由于条件限制和一些随机干扰，如光照强度、拍摄角度、设备性能等原因可能会造成图像模糊、混入噪声、对比度不够等缺点。在一个可选实施例中，系统控制单元根据受电弓的图像信息确定受电弓的位置信息之前，通过图像增强、滤波或者去噪等预处理方式对受电弓的图像信息进行处理。本发明实施例提供的受电弓最大运行曲线检测装置通过对图像信息进行预处理使得检测精度显著提高。

图2是本发明实施例的图像采集箱21结构图。图3是图2的图像采集箱21安装结构图。如图2、图3所示，图像采集箱21包括密闭的箱体，箱体内设置有图像采集模块211；箱体优选为长方体形状，尺寸为500*400*100mm。箱体优选防水恒温结构。

图像采集模块211用于采集图像并发送给系统控制单元；

图像采集模块211包括主板2112和与主板2112连接的相机传感器模组2111；相机传感器模组2111和主板2112优选采用拆分设计，能最大程度降低图像采集单元的整体高度H。合理利用有限空间，同时有利于设备散热，提高设备寿命。图像采集模块211优选采用智能面阵相机传感器模组2111和主板2112，分辨率为4096*2048。

相机传感器模组2111设置在箱体顶面上。相机传感器模组2111优选通过支撑云台固定位置。

箱体的顶面设置有与相机传感器模组2111相适配的透明拍摄窗口212。

箱体用于以设定的倾斜角度R设置在车顶。箱体的倾斜角度R不超过45°。箱体的倾斜角度R优选为35°。箱体的最大高度H不超过车辆限界。箱体的最大高度H优选为600mm。

相机传感器模组2111的拍摄区域覆盖受电弓22动态区间。本发明实施例提供的受电弓最大运行曲线检测装置的图像采集模块211与现有测量系统的图像采集模块211相比，具有环境适应能力强、整体高度H低的优势。

在一个可选实施例中，如图2、图3所示，箱体包括倾斜角度R调节装置216。角度调节装置216优选为支架。箱体角度可通过手动调节，优选为自动调节。本发明实施例提供的受电弓最大运行曲线检测装置的图像采集模块211通过角度调节装置216能够适应车顶的复杂工况，避免其他设施干扰图像采集。

在一个可选实施例中，如图2、图3所示，图像采集模块211还包括设置在箱体顶面的补光单元2113。补光单元2113优选采用激光对受电弓22碳滑板表面进行补光，波长为380nm。200mw，极低功耗保证受电弓22不受损伤。

箱体的顶面设置有与补光单元2113相适配的透明补光窗口213。

补光单元2113的补光区域覆盖受电弓22动态区间。本发明实施例提供的受电弓最大运行曲线检测装置通过补光单元2113能够在光线不足时，例如夜间，保证图像采集的清晰度。

在一个可选实施例中，如图2、图3所示，图像采集箱21还包括控制模块214；

所述控制模块214包括两种工作模式：空闲模式和紧急模式；

所述控制模块214处于紧急模式时，用于控制所述图像采集模块211采集图像。控制模块214优选为微型工控板。当系统控制单元出现异常时，控制模块214工作在紧急模式，能够完成一段时间的数据采集工作。本发明实施例提供的受电弓最大运行曲线检测装置通过控制模块214可以在车辆出现突发情况时继续保持图像采集。

在一个可选实施例中，如图2、图3所示，图像采集箱21还包括电池模块215。

所述电池模块215包括两种工作模式：空闲模式和紧急模式。

所述电池模块215处于紧急模式时，用于给所述图像采集箱21供电。电池模块215优选为大容量锂电池，当车内供电系统出现突发情况，可图像采集箱21继续工作5-8小时。

在一个可选实施例中，如图2、图3所示，相机传感器模组2111和所述补光单元2113设置在所述箱体顶面的中线上。箱体优选安装在车顶中心线上，相机镜头中心处于列车车顶中心。

在一个可选实施例中，如图2、图3所示，上述图像采集模块211中所述图像采集模块211的个数为两个。两个图像采集模块211中的相机传感器模组2111优选相距300mm。本发明实施例提供的受电弓最大运行曲线检测装置采用双目视觉技术对受电弓22进行抓拍，能够确定受电弓22的位置信息，同时具有体积小的优势。在一个图像采集模块211出现故障时，另一个图像采集模块211可以继续工作。

在一个可选实施例中，所述系统控制单元和所述图像采集箱通过连接线连接。连接线上设置有穿线管。系统控制单元优选设置在车内，图像采集箱设置在车顶。穿线管优选为车载穿线管。穿线管主要用于线路保护，具有良好的柔软性、耐蚀性、耐高温、耐磨损、抗拉性。本发明实施例提供的受电弓最大运行曲线检测装置中系统通过设置穿线管能够提高信息交互的可靠性。

Claims (10)

1.一种受电弓最大运行曲线检测装置，其特征在于，包括图像采集箱和系统控制单元；

所述图像采集箱用于采集受电弓的图像信息，并将所述受电弓的图像信息发送至所述系统控制单元；所述系统控制单元根据所述受电弓的图像信息确定所述受电弓的位置信息，并根据所述受电弓的位置信息获取所述受电弓最大运行曲线；

所述图像采集箱包括密闭的箱体，所述箱体内设置有图像采集模块；

所述图像采集模块包括主板和与主板连接的相机传感器模组；

所述相机传感器模组设置在所述箱体顶面上；

所述箱体的顶面设置有与所述相机传感器模组相适配的透明拍摄窗口；

所述箱体以设定的倾斜角度设置在车顶；

所述相机传感器模组的拍摄区域覆盖受电弓动态区间。

2.根据权利要求1所述的受电弓最大运行曲线检测装置，其特征在于，所述系统控制单元还用于判断所述受电弓的位置信息是否在所述受电弓最大运行曲线内，得到判断结果；在所述判断结果为否的情况下，更新所述受电弓最大运行曲线。

3.根据权利要求1所述的受电弓最大运行曲线检测装置，其特征在于，所述系统控制单元根据所述受电弓的图像信息确定所述受电弓的位置信息前，还用于根据以下至少之一的方式对所述受电弓的图像信息进行预处理；

图像增强、滤波、去噪。

4.根据权利要求1所述的受电弓最大运行曲线检测装置，其特征在于，所述箱体包括倾斜角度调节装置。

5.根据权利要求1所述的受电弓最大运行曲线检测装置，其特征在于，所述图像采集模块还包括设置在所述箱体顶面的补光单元；

所述箱体的顶面设置有与所述补光单元相适配的透明补光窗口；

所述补光单元的补光区域覆盖所述相机传感器模组的拍摄区域。

6.根据权利要求3所述的受电弓最大运行曲线检测装置，其特征在于，所述相机传感器模组和所述补光单元设置在所述箱体顶面的中线上。

7.根据权利要求1所述的受电弓最大运行曲线检测装置，其特征在于，所述图像采集箱还包括控制模块用于控制所述图像采集模块采集所述受电弓的图像信息。

8.根据权利要求1所述的受电弓最大运行曲线检测装置，其特征在于，所述图像采集箱还包括电池模块；

所述电池模块用于给所述图像采集箱供电。

9.根据权利要求1所述的受电弓最大运行曲线检测装置，其特征在于，所述图像采集模块的数量为两个。

10.根据权利要求1-9中任一所述的受电弓最大运行曲线检测装置，其特征在于，所述系统控制单元和所述图像采集箱通过连接线连接；所述连接线上设置有穿线管。

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