CN113295094A - 一种受电弓动态包络线侵限检测方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种受电弓动态包络线侵限检测方法、装置及系统，其中该方法包括：获得在各采集点采集的接触线以及接触线周边物体的检测数据；根据各采集点的所述检测数据识别出接触线，并确定接触线的坐标；根据接触线的坐标确定接触线的拉出值和导高值；由所述拉出值和导高值确定受电弓动态包络线区域；根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标。本发明可以自动实现检测数据的采集、检测数据的解析和对异物是否侵限的判断，从而提高受电弓动态包络线侵限检测效率，并降低人力物力的消耗；并且，本发明中的检测数据可以由激光扫描组件采集，数据采集过程具有简单快捷的特点。

Description

一种受电弓动态包络线侵限检测方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及电气化铁路维护技术领域，特别涉及一种受电弓动态包络线侵限检测方法、装置和系统。

背景技术

电气化铁路广泛运用于高快速铁路和城市轨道交通的建设中，这类铁路的沿线都需要配套相应的电气化设备为列车提供电力保障。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向轨道交通车辆供电的特殊形式的输电线路，与轨道交通车辆的受电弓滑动接触。

列车在行驶过程中，其受电弓难免会有垂直方向和水平方向上的摆动，为避免打弓、穿弓现象，受电弓摆动区域内不得有异物存在，通常将列车在最高设计行驶速度下其受电弓外轮廓所能达到的极限摆动区域称为受电弓动态包络线区域，其根据列车及受电弓型号的不同而有所不同，一般规定有明确的范围。在电气化铁路维护过程中，需定期对接触网及其周边环境进行检测并判断受电弓动态包络线区域内是否存在异物侵限，及时排除侵入物体以保证列车运行安全。

现有技术中，受电弓动态包络线侵限检测通常由检测人员利用激光测距仪、绝缘杆、线坠、道尺等测量仪器进行现场测量，得到接触线及其周边物体的相关距离、尺寸数据，再对测量数据进行数学运算得到接触线的拉出值和导高值，由接触线的拉出值和导高值结合行业内规定的受电弓动态包络线范围确定受电弓动态包络线的实际区域，再通过数学运算逐一判断接触线周边物体是否位于受电弓动态包络线区域内。采用该方法，数据采集慢，数据处理繁琐，使得检测工作耗时耗力且效率低下。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种受电弓动态包络线侵限检测方法、装置和系统。

第一方面，本发明实施例提供一种受电弓动态包络线侵限检测方法，包括：

获得在各采集点采集的接触线以及接触线周边物体的检测数据；

根据各采集点的所述检测数据识别出接触线，并确定接触线的坐标；

根据接触线的坐标确定接触线的拉出值和导高值；

由所述拉出值和导高值确定受电弓动态包络线区域；

根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标。

进一步的，所述根据各采集点的所述检测数据识别出接触线，并确定接触线的坐标，包括：

针对每一采集点的检测数据，对所述检测数据进行数据处理，识别出接触线的数据，确定接触线在检测数据中的坐标；

根据采集点的位置信息对接触线在检测数据中的坐标进行坐标系转换处理，得到接触线在真实坐标系下的空间坐标。

进一步的，所述根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标，包括：

根据各采集点的所述检测数据，封闭所述接触线的数据，得到接触线周边物体的数据；

识别接触线周边物体的数据是否侵入所述动态包络线区域内，若是，则确定该侵入物体的坐标。

进一步的，所述确定该侵入物体的坐标，包括：

确定该侵入物体在检测数据中的坐标，并根据采集点的位置信息对该侵入物体在检测数据中的坐标进行坐标系转换处理，得到该侵入物体在真实坐标系下的空间坐标。

进一步的，所述识别接触线周边物体的数据是否侵入所述动态包络线区域内，若是，则确定该侵入物体的坐标，包括：

识别接触线周边物体数据集合中，是否存在接触线周边物体的数据侵入所述动态包络线区域内；

若识别结果为是，则确定该侵入物体的坐标信息，封闭该侵入物体的数据，重复执行在封闭了所述侵入物体数据后得到的所述接触线周边物体数据集合中识别是否存在物体的数据侵入所述动态包络线区域内步骤，直至识别结果为否。

进一步的，所述获得在各采集点采集的接触线以及接触线周边物体的检测数据，包括：

获得设置于轨道交通车辆顶部的第一激光摄像组件在轨道交通车辆行驶过程中从各采集点采集的接触线以及接触线周边物体的检测数据。

进一步的，该受电弓动态包络线侵限检测方法还包括：

获得所述行驶过程中的轨道交通车辆在各采集点的姿态信息；

根据所述姿态信息对所述接触线的坐标进行坐标补偿，得到补偿后的接触线坐标；

相应地，所述根据接触线的坐标确定接触线的拉出值和导高值，包括：

根据补偿后的接触线坐标确定接触线的拉出值和导高值；

相应地，所述根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标，包括：

根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标，并根据所述姿态信息对该侵入物体的坐标进行坐标补偿，得到补偿后的侵入物体坐标。

进一步的，所述获得所述行驶过程中的轨道交通车辆在各采集点的姿态信息，具体包括：

获得设置于轨道交通车辆底部的第二激光摄像组件在轨道交通车辆行驶过程中从各采集点采集的轨道交通车辆相对于轨道平面的倾角和位移量。

第二方面，本发明实施例提供一种受电弓动态包络线侵限检测装置，包括：

数据采集模块，用于采集接触线以及接触线周边物体的检测数据；

包络线区域确定模块，用于根据各采集点的所述检测数据识别出接触线，并确定接触线的坐标；根据接触线的坐标确定接触线的拉出值和导高值；由所述拉出值和导高值确定受电弓动态包络线区域；

侵入物体识别模块，用于根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标。

第三方面，本发明实施例提供一种受电弓动态包络线侵限检测系统，包括激光扫描组件、激光摄像组件和工控机，其中：

所述激光扫描组件位于车顶，用于在轨道交通车辆行驶过程中在采集点采集接触线以及接触线周边物体的检测数据；

所述激光摄像组件位于与所述激光扫描组件位置相对应的车底，用于在轨道交通车辆行驶过程中在采集点采集该车辆底面相对于轨道平面的倾角和位移量；

所述工控机，用于根据各采集点的所述检测数据识别出接触线，并结合所述倾角和位移量确定接触线的坐标；还用于根据接触线的坐标确定接触线的拉出值和导高值，从而确定受电弓动态包络线的区域；还用于根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，并结合所述倾角和位移量确定该侵入物体的坐标。

进一步的，所述激光扫描组件包括两个三维激光扫描仪，所述两个三维激光扫描仪分别位于车顶中轴线的两侧；

所述激光摄像组件包括两个二维传感器，所述两个二维传感器分别位于车底中轴线的两侧。

第四方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述受电弓动态包络线侵限检测方法。

第五方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述受电弓动态包络线侵限检测方法的计算机程序。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明通过对接触线以及接触线周边物体的检测数据进行数据解析和是否侵限的识别，来完成受电弓动态包络线侵限检测，与现有技术中通过对接触线以及接触线周边物体的尺寸和距离等数据进行计算相比，本发明可利用激光摄像组件在沿轨道移动过程中采集检测数据，而现有技术需要通过在各采集点进行定点测距来采集数据，因此，本发明的数据采集具有简单快捷的特点，提高了受电弓动态包络线侵限检测效率，降低了人力物力的消耗；并且，本发明中可自动实现检测数据的采集、检测数据的解析和对于是否侵限的判断，与现有技术中需要对大量分散数据进行人工处理相比，提高了数据处理效率和准确性，进一步地提高了检测效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

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。在附图中：

图1为本发明实施例中，一种受电弓动态包络线侵限检测方法的流程图；

图2为本发明实施例中，另一种受电弓动态包络线侵限检测方法的流程图；

图3为本发明实施例中，又一种受电弓动态包络线侵限检测方法的流程图；

图4为本发明实施例中，又一种受电弓动态包络线侵限检测方法的流程图；

图5为本发明实施例中，又一种受电弓动态包络线侵限检测方法的流程图；

图6为本发明实施例中，又一种受电弓动态包络线侵限检测方法的流程图；

图7为本发明实施例中，一种受电弓动态包络线侵限检测装置的结构框图；

图8为本发明实施例中，另一种受电弓动态包络线侵限检测装置的结构框图；

图9为本发明实施例中，一种受电弓动态包络线侵限检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

如图1所示，本实施例公开了一种受电弓动态包络线侵限检测方法，包括以下步骤：

S01，获得在各采集点采集的接触线以及接触线周边物体的检测数据。

具体的，获得由外部数据采集单元采集的接触线以及接触线周边物体的检测数据。可以理解的是，所述外部数据采集单元可以是激光扫描组件，可利用该激光扫描组件沿轨道选择采集点，在每个采集点用激光扫描接触线及其周边物体，并利用高速相机拍摄，以获得接触线及其周边物体的激光扫描数据。

S02，根据各采集点的所述检测数据识别出接触线，并确定接触线的坐标。

具体的，对所述检测数据进行解析，得到接触线的空间位置数据，从而得到接触线在设定坐标系的坐标。

举例来说，可利用优选图像融合算法(可能包含PCA变换、Brovey变换、HSV变换、IHS变换、HPF变换、Gram变换、乘积变换和小波变换等坐标融合方法)对激光扫描图像数据进行解析，对图像数据进行二值化等操作，提取出数据中的接触线的激光光斑，获取接触线及其周边物体的固定点在设定坐标系中的坐标。需要说明的是，所述设定坐标系由人为设定，最终转换为真实坐标系下的坐标。

S03，根据接触线的坐标确定接触线的拉出值和导高值。

具体的，根据接触线在各采集点的坐标数据，通过数学运算推导出各采集点接触线的拉出值和导高值。

S04，由所述拉出值和导高值确定受电弓动态包络线区域。

具体的，根据铁路接触网运行维修规则所规定的受电弓动态包络线范围，绘制出与接触线的拉出值和导高值相对应的列车受电弓动态包络线区域。

S05，根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标。

具体的，对所述检测数据进行解析，得到接触线周边物体的空间位置数据，然后判断接触线周边物体的空间位置数据是否处于受电弓动态包络线区域内，若是，则确定其在设定坐标系中的坐标，标记为侵入物体。

实际检测工作中，会根据该侵入物体的坐标及采集点地理信息派人到现场进行处理，排除侵入物体，以保证铁路运行安全。

本实施例公开的受电弓动态包络线侵限检测方法，通过对接触线以及接触线周边物体的检测数据进行解析可确定接触线的坐标，由此得到接触线的拉出值和导高值，进一步得到列车受电弓动态包络线区域，并通过判断接触线周边物体的数据是否处于受电弓动态包络线区域内来判断其是否侵限，并确定侵限周边物体的坐标，从而完成受电弓动态包络线的侵限检测。本发明通过对接触线以及接触线周边物体的检测数据进行数据解析和是否侵限的识别，来完成受电弓动态包络线侵限检测，与现有技术中通过对接触线以及接触线周边物体的尺寸和距离等数据进行计算相比，本发明可利用激光摄像组件在沿轨道移动过程中采集检测数据，而现有技术需要通过在各采集点进行定点测距来采集数据，因此，本发明的数据采集具有简单快捷的特点，这将提高受电弓动态包络线侵限检测效率，降低人力物力的消耗；并且，本发明中可自动实现检测数据的采集、检测数据的解析和对于是否侵限的判断，与现有技术中需要对大量分散数据进行人工处理相比，提高了数据处理效率和准确性，进一步地提高了检测效率。

在一些实施例中，如图2所示，步骤S02中所述根据各采集点的所述检测数据识别出接触线，并确定接触线的坐标，具体包括：

S021，针对每一采集点的检测数据，对所述检测数据进行数据处理，识别出接触线的数据，确定接触线在检测数据中的坐标。

具体的，对所述检测数据进行解析，得到接触线的空间位置数据，进而得到接触线固定点在检测数据坐标系中的坐标；所述检测数据坐标系即是根据检测数据采集点的位置所建立的坐标系。

S022，根据采集点的位置信息对接触线在检测数据中的坐标进行坐标系转换处理，得到接触线在真实坐标系下的空间坐标。

具体的，根据采集点在真实坐标系中的坐标位置对接触线在检测数据坐标系中的坐标进行坐标系转换处理，得到接触线在真实坐标系下的空间坐标。其中，真实坐标系的原点位于两轨道间的中心线上。

本实施例中，通过对检测数据进行数据处理得到检测数据坐标系下的接触线坐标，再通过检测数据坐标系和真实坐标系的转换，得到接触线的真实坐标。该过程可通过软件程序实现，从而实现从检测数据到真实坐标的自动解析，以提高受电弓动态包络线侵限检测效率，降低人力物力的消耗。

在一些实施例中，如图2所示，步骤S05中所述根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标，具体包括：

S051，根据各采集点的所述检测数据，封闭所述接触线的数据，得到接触线周边物体的数据。

具体的，可利用优选图像融合算法对激光扫描采集的检测数据进行解析，识别出接触线数据并在检测数据中将其封闭，得到接触线周边物体的数据集合。

S052，识别接触线周边物体的数据是否侵入所述动态包络线区域内，若是，则确定该侵入物体的坐标。

具体的，根据设定的动态包络线区域判断接触线周边物体的数据是否位于其区域内，若是，则提取出该侵入物体的数据，获取该侵入物体固定点在设定坐标系中的坐标。

本实施例可实现对接触线周边物体是否处于受电弓动态包络线区域内进行自动化判断，从而实现对侵入物体的自动筛选，提高了侵限检测效率，降低了人力物力的消耗。

在一些实施例中，如图3所示，步骤S052中所述识别接触线周边物体的数据是否侵入所述动态包络线区域内，若是，则确定该侵入物体的坐标，具体包括：

S0521，识别接触线周边物体的数据是否侵入所述动态包络线区域内，若是，确定该侵入物体在检测数据中的坐标，并根据采集点的位置信息对该侵入物体在检测数据中的坐标进行坐标系转换处理，得到该侵入物体在真实坐标系下的空间坐标。

具体的，若识别为侵入物体，则确定该物体固定点在检测数据坐标系中的坐标，并根据采集点在真实坐标系中的坐标位置对侵入物体坐标进行坐标系转换处理，得到侵入物体在真实坐标系下的空间坐标。

本实施例中，通过检测数据坐标系和真实坐标系的转换，可以得到接触线周边物体的真实坐标；该过程可便于通过软件程序实现。

在一些实施例中，如图4所示，步骤S052中所述识别接触线周边物体的数据是否侵入所述动态包络线区域内，若是，则确定该侵入物体的坐标，具体包括：

S0522，识别接触线周边物体数据集合中是否存在物体的数据侵入所述动态包络线区域内。

若识别结果为是，则执行以下步骤：

S0523，确定该侵入物体的坐标。

S0524，封闭该侵入物体的数据。具体的，在接触线周边物体数据集合中封闭侵入物体的数据，得到接触线周边物体未封闭数据集合。

继续对接触线周边物体未封闭数据集合中的数据执行步骤S0522，判断其是否侵入所述动态包络线区域内，如此重复执行步骤S0522、S0523、S0524，直至识别结果为否，流程结束。

本实施例通过判断接触线周边物体数据中是否存在物体的数据侵入受电弓动态包络线区域内，逐一纪录并封闭侵入物体的数据，直到接触线周边物体数据中不存在侵入物体，最终得到全部侵入物体的数据，进而得到其坐标信息。该方法可通过软件程序实现自动化处理，从而提高了侵限检测效率，降低了人力物力的消耗。

在一些实施例中，如图5所示，步骤S01中所述获得在各采集点采集的接触线以及接触线周边物体的检测数据，具体包括：

S011，获得设置于轨道交通车辆顶部的第一激光摄像组件在轨道交通车辆行驶过程中从各采集点采集的接触线以及接触线周边物体的检测数据。

具体的，在轨道交通车辆行驶过程中，第一激光摄像组件在车辆顶部对接触线以及接触线周边物体进行扫描，以采集检测数据。此时，第一激光摄像组件位于车顶，可将轨道交通车辆的车顶坐标系作为检测数据坐标系，以便于对接触线以及接触线周边物体真实坐标的转换。需要说明的是，车顶坐标系的X轴位于轨道交通车辆顶面，车顶坐标系的原点位于车顶中轴线上。

本实施例从行驶的轨道交通车辆上顶部采集检测数据，采集过程便捷高效；并且，便于进行连续的采集，使得采集的检测数据具有良好的连续性、一致性。

在一些实施例中，如图5所示，本受电弓动态包络线侵限检测方法在步骤S011的基础上，还包括：

S06，获得所述行驶过程中的轨道交通车辆在各采集点的姿态信息。

可以理解的是，轨道交通车辆在形式过程中由于轨道高低不平、离心加速度等原因，可能发生少量横向倾斜和偏移，此时轨道交通车辆上激光摄像组件所拍摄的检测数据有所偏差，通过采集轨道交通车辆此时的倾角和位移量，可用于对检测数据进行补偿。

S07，根据所述姿态信息对所述接触线的坐标进行坐标补偿，得到补偿后的接触线坐标。

具体的，通过轨道交通车辆的倾角和位移量可对接触线的坐标数据进行补偿运算，得到补偿后的接触线坐标。

需要说明的是，步骤S06需与步骤S011同步进行，步骤S07需在步骤S02与S03之间执行。

相应地，步骤S03中所述根据接触线的坐标确定接触线的拉出值和导高值，包括：

S031，根据补偿后的接触线坐标确定接触线的拉出值和导高值。

相应地，步骤S05中所述根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标，包括：

S053，根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标，并根据所述姿态信息对该侵入物体的坐标进行坐标补偿，得到补偿后的侵入物体坐标。

具体的，通过轨道交通车辆在行驶过程中的倾角和位移量可对受电弓动态包络线内侵入物体的坐标数据进行补偿运算，得到补偿后的侵入物体坐标。

本实施例通过采集轨道交通车辆在行驶过程中的姿态信息，来对位于轨道交通车辆上的激光摄像组件所拍摄的检测数据进行补偿，从而弥补了由于车体振动产生的测量误差，提高了接触线检测信息的准确率。

在一些实施例中，如图6所示，步骤S06中所述获得所述行驶过程中的轨道交通车辆在各采集点的姿态信息，具体包括：

S061，获得设置于轨道交通车辆底部的第二激光摄像组件在轨道交通车辆行驶过程中从各采集点采集的轨道交通车辆相对于轨道平面的倾角和位移量。

具体的，在轨道交通车辆行驶过程中，第二激光摄像组件在车辆底部对左右轨进行激光照射和相机拍摄，采集轨道的检测图像，通过对轨道检测图像进行处理得到左右轨道在车底坐标系中的坐标，进而得到轨道交通车辆车底坐标系相对于轨道坐标系的倾角和位移量。需要说明的是，轨道坐标系的X轴经过两轨道的上表面，轨道坐标系的原点位于两轨道间的中点；车底坐标系的X轴位于轨道交通车辆底面，车底坐标系的原点位于车底中轴线上。

本实施例通过第二激光摄像组件采集轨道交通车辆在行驶过程中相对于轨道平面的倾角和位移量，采集过程便捷高效；并且，该采集过程可与接触线及其周边物体检测数据的采集同步进行，使数据同步，便于对所述检测数据进行坐标转换和坐标补偿运算。

举例来说，记第二激光摄像组件测得的车底坐标系相对于轨道坐标系的倾角为a、位移量为(Xg，Yg)，记第二激光摄像组件测得的接触线在车顶坐标系中的坐标为(xc，yc)，则关于接触线的拉出值Xj和导高值Yj的计算公式如下：

Xj＝(xc+xg)*cos(a)+(yc+yg+H)*sin(a) (1)

Yj＝(yc+yg+H)*cos(a)-(xc+xg)*sin(a) (2)

其中，H为车体高度，即车底坐标系到车顶坐标系的距离。

实施例二

基于同一发明构思，如图7所示，本发明实施例还提供了一种受电弓动态包络线侵限检测装置，用以实现实施例一中所述的任一种受电弓动态包络线侵限检测方法，包括数据采集模块1、包络线区域确定模块2和侵入物体识别模块3，其中：

数据采集模块1，用于采集接触线以及接触线周边物体的检测数据。

包络线区域确定模块2，用于根据各采集点的所述检测数据识别出接触线，并确定接触线的坐标；根据接触线的坐标确定接触线的拉出值和导高值；由所述拉出值和导高值确定受电弓动态包络线区域。

侵入物体识别模块3，用于根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标。

由于该装置所解决问题的原理与前述受电弓动态包络线侵限检测方法相似，因此该装置的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。

本实施例通过数据采集模块1获取外部采集单元采集的检测数据，并设置与检测数据相对应的包络线区域确定模块2和侵入物体识别模块3，实现了对检测数据的自动化处理和对侵入物体的自动识别，从而完成了受电弓动态包络线侵限检测。该方案直接采集接触线以及接触线周边物体的检测数据，并对数据进行自动化解析，与现有技术相比，节省了人力物力，提高了检测效率。

在一些实施例中，如图8所示，本受电弓动态包络线侵限检测装置还包括姿态补偿模块4，姿态补偿模块4用于采集轨道交通车辆在采集点的姿态信息。

相应地，包络线区域确定模块2还用于根据所述姿态信息对接触线的坐标进行坐标补偿，得到补偿后的接触线坐标；侵入物体识别模块3还用于根据轨道交通车辆姿态信息对该侵入物体的坐标进行坐标补偿，得到补偿后的侵入物体坐标信息。

本实施例通过增加姿态补偿模块4可以实现更加准确的接触线及其周边物体的测量，得到更准确的坐标数据，进而得到更可靠的侵限检测结果。

实施例三

基于同一发明构思，如图9所示，本发明实施例还提供一种受电弓动态包络线侵限检测系统，用以实现实施例一中所述的任一种受电弓动态包络线侵限检测方法，包括激光扫描组件100、激光摄像组件200和工控机300，其中：

激光扫描组件100位于车顶，用于在轨道交通车辆行驶过程中在采集点采集接触线以及接触线周边物体的检测数据。

激光摄像组件200位于与激光扫描组件100位置相对应的车底，用于在轨道交通车辆行驶过程中在采集点采集该车辆底面相对于轨道平面的倾角和位移量。

工控机300，用于根据各采集点的所述检测数据识别出接触线，并结合所述倾角和位移量确定接触线的坐标；还用于根据接触线的坐标确定接触线的拉出值和导高值，从而确定受电弓动态包络线的区域；还用于根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，并结合所述倾角和位移量确定该侵入物体的坐标。

可以理解的是，工控机300与激光扫描组件100和激光摄像组件200通讯连接，可以表现为有线连接，也可以为无线连接；工控机300可以位于轨道交通车辆上，也可以位于地面服务站中，附图9是工控机300位于轨道交通车辆上的一种示意图，当工控机300位于地面服务站时，激光扫描组件100和激光摄像组件200可通过无线信号将采集信息发送给工控机300。

由于该系统所解决问题的原理与前述受电弓动态包络线侵限检测方法相似，因此该装置的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。

本实施例通过激光扫描组件100、激光摄像组件200和工控机300实现了上述受电弓动态包络线侵限检测方法；并且，本实施例通过在轨道交通车辆顶部设置激光扫描组件100，在轨道交通车辆底部设置激光摄像组件200，可便于数据的采集和对坐标系的转换处理。

在一些实施例中，如图9所示，激光扫描组件100包括两个三维激光扫描仪101，两个三维激光扫描仪101分别位于车顶中轴线的两侧。

具体的，两侧三维激光扫描仪101分别用于向对侧扫描接触线以及接触线周边物体，以采集接触线两侧检测数据。此时，两个三维激光扫描仪101所构成的相机坐标系与轨道交通车辆的车顶坐标系重合。

激光摄像组件200包括两个二维传感器201，所述两个二维传感器201分别位于车底中轴线的两侧。

具体的，两侧二维传感器201分别用于扫描本侧轨道，采集轨道坐标信息，进而得到轨道交通车辆车底坐标系相对于轨道坐标系的倾角和位移量。

本实施例通过两个三维激光扫描仪101分别扫描两侧接触线以及接触线周边物体、两个二维传感器201分别扫描两侧轨道，采集范围广，采集数据更准确。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述受电弓动态包络线侵限检测方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行前述受电弓动态包络线侵限检测方法的计算机程序。

关于上述实施例中的计算机设备，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关受电弓动态包络线侵限检测方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种受电弓动态包络线侵限检测方法，其特征在于，包括：

获得在各采集点采集的接触线以及接触线周边物体的检测数据；

根据各采集点的所述检测数据识别出接触线，并确定接触线的坐标；

根据接触线的坐标确定接触线的拉出值和导高值；

由所述拉出值和导高值确定受电弓动态包络线区域；

根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标。

2.如权利要求1所述的受电弓动态包络线侵限检测方法，其特征在于，所述根据各采集点的所述检测数据识别出接触线，并确定接触线的坐标，包括：

针对每一采集点的检测数据，对所述检测数据进行数据处理，识别出接触线的数据，确定接触线在检测数据中的坐标；

根据采集点的位置信息对接触线在检测数据中的坐标进行坐标系转换处理，得到接触线在真实坐标系下的空间坐标。

3.如权利要求2所述的受电弓动态包络线侵限检测方法，其特征在于，所述根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标，包括：

根据各采集点的所述检测数据，封闭所述接触线的数据，得到接触线周边物体的数据；

识别接触线周边物体的数据是否侵入所述动态包络线区域内，若是，则确定该侵入物体的坐标。

4.如权利要求3所述的受电弓动态包络线侵限检测方法，其特征在于，所述确定该侵入物体的坐标，包括：

确定该侵入物体在检测数据中的坐标，并根据采集点的位置信息对该侵入物体在检测数据中的坐标进行坐标系转换处理，得到该侵入物体在真实坐标系下的空间坐标。

5.如权利要求3所述的受电弓动态包络线侵限检测方法，其特征在于，所述识别接触线周边物体的数据是否侵入所述动态包络线区域内，若是，则确定该侵入物体的坐标，包括：

识别接触线周边物体数据集合中，是否存在接触线周边物体的数据侵入所述动态包络线区域内；

若识别结果为是，则确定该侵入物体的坐标信息，封闭该侵入物体的数据，重复执行在封闭了所述侵入物体数据后得到的所述接触线周边物体数据集合中识别是否存在物体的数据侵入所述动态包络线区域内步骤，直至识别结果为否。

6.如权利要求1所述的受电弓动态包络线侵限检测方法，其特征在于，所述获得在各采集点采集的接触线以及接触线周边物体的检测数据，包括：

获得设置于轨道交通车辆顶部的第一激光摄像组件在轨道交通车辆行驶过程中从各采集点采集的接触线以及接触线周边物体的检测数据。

7.如权利要求6所述的受电弓动态包络线侵限检测方法，其特征在于，还包括：

获得所述行驶过程中的轨道交通车辆在各采集点的姿态信息；

根据所述姿态信息对所述接触线的坐标进行坐标补偿，得到补偿后的接触线坐标；

所述根据接触线的坐标确定接触线的拉出值和导高值，包括：

根据补偿后的接触线坐标确定接触线的拉出值和导高值；

所述根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标，包括：

根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标，并根据所述姿态信息对该侵入物体的坐标进行坐标补偿，得到补偿后的侵入物体坐标。

8.如权利要求7所述的受电弓动态包络线侵限检测方法，其特征在于，所述获得所述行驶过程中的轨道交通车辆在各采集点的姿态信息，具体包括：

获得设置于轨道交通车辆底部的第二激光摄像组件在轨道交通车辆行驶过程中从各采集点采集的轨道交通车辆相对于轨道平面的倾角和位移量。

9.一种受电弓动态包络线侵限检测装置，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于采集接触线以及接触线周边物体的检测数据；

包络线区域确定模块，用于根据各采集点的所述检测数据识别出接触线，并确定接触线的坐标；根据接触线的坐标确定接触线的拉出值和导高值；由所述拉出值和导高值确定受电弓动态包络线区域；

侵入物体识别模块，用于根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，确定该侵入物体的坐标。

10.一种受电弓动态包络线侵限检测系统，其特征在于，包括激光扫描组件、激光摄像组件和工控机，其中：

所述激光扫描组件位于车顶，用于在轨道交通车辆行驶过程中在采集点采集接触线以及接触线周边物体的检测数据；

所述激光摄像组件位于与所述激光扫描组件位置相对应的车底，用于在轨道交通车辆行驶过程中在采集点采集该车辆底面相对于轨道平面的倾角和位移量；

所述工控机，用于根据各采集点的所述检测数据识别出接触线，并结合所述倾角和位移量确定接触线的坐标；还用于根据接触线的坐标确定接触线的拉出值和导高值，从而确定受电弓动态包络线的区域；还用于根据各采集点的所述检测数据识别出侵入所述动态包络线区域内的接触线周边物体，并结合所述倾角和位移量确定该侵入物体的坐标。

11.如权利要求10所述的受电弓动态包络线侵限检测系统，其特征在于，所述激光扫描组件包括两个三维激光扫描仪，所述两个三维激光扫描仪分别位于车顶中轴线的两侧；

所述激光摄像组件包括两个二维传感器，所述两个二维传感器分别位于车底中轴线的两侧。

12.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一所述的受电弓动态包络线侵限检测方法。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至8中任一所述受电弓动态包络线侵限检测方法的计算机程序。

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