CN205373648U - 基于三角测量的接触网几何参数动态检测装置 - Google Patents

Abstract

一种基于三角测量的接触网几何参数动态检测装置，用于车载弓网动态监测系统或手推式接触网巡检车上，其包括线激光器、工业相机，所述线激光器、工业相机均安装于列车车顶或者手推式接触网检测车的设备安装台，线激光器的照射方向垂直于车顶或安装台并朝向接触网，所述工业相机与车顶或安装台呈一夹角，线激光器的光照射在接触网形成一亮光区域，线激光器、工业相机及亮光区域呈三角分布，所述倾角传感器相对车顶或安装台的倾斜角度进行测量，系统控制器获得倾角传感器检测信息并结合工业相机所拍摄的图像信息进行分析。本实用新型算法简单可靠，能够有效的检测接触网的导高、拉出和坡度，且具备很高的精测精度。

Description

基于三角测量的接触网几何参数动态检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测设备，尤其涉及一种用于车载弓网动态监测系统或手推式接触网巡检车的接触网几何参数动态检测装置。

背景技术

接触网是电气化铁路系统的重要的架空设备，是整个牵引供电系统最为关键的部件。接触网的几何参数直线影响电气化列车的运行效果，在安全提速和高速运行方面起着至关重要的作用。当前对接触网的几何参数检测，作为接触网维护和检修的重要参考，主要有三种方式：接触式网检设备、手持式非接触的网检设备、车载式非接触的网检设备。对于这三种检测设备，均存在着弊端，其中，接触式网检设备操作繁琐，检测数据因人而异，耗时，不能适用于平时网检；手持式非接触的网检设备采用的点激光测试技术，在检测过程中需人工对位，且对位困难，测试速度慢，不能适用于平时网检；而车载式非接触的网检设备自动化程度高，能够自动采集相关数据，无需人工操，一定程度上可以传统技术的不足，但其采用的是双目视觉的检测方法，对两个相机的安装要求高，实际工程运用难于达到高精度测量。

由于接触网的几何参数测量对列车的行驶起着至关重要的作用，而现有的测量技术又存在诸多不足，因此亟需一种精度高、误差小的测量装置法取代现有技术。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术中的不足，提供一种基于三角测量的接触网几何参数动态检测装置。

一种基于三角测量的接触网几何参数动态检测装置，用于车载弓网动态监测系统或手推式接触网巡检车上，检测相关参数，基于三角测量的接触网几何参数动态检测装置包括线激光器、工业相机、倾角传感器及系统控制器，所述工业相机、倾角传感器均连接于系统控制器上，所述线激光器、工业相机安装于列车车顶或者手推式接触网检测车的设备安装台，所述线激光器垂直地装设于车顶或安装台上，线激光器的照射方向朝向顶部的接触网，所述工业相机与车顶或安装台呈一夹角，线激光器与工业相机在同一直线上；线激光器的光照射在接触网形成一亮光区域，线激光器、工业相机及亮光区域呈三角分布，所述倾角传感器对行驶中列车或手推式接触网巡检车车身的倾斜角度进行测量，系统控制器获得倾角传感器检测信息并结合工业相机所拍摄的图像信息进行分析。

进一步地，还包括水平位移传感器，所述水平位移传感器装设于列车或手推巡检车的车身底部，检测轨道的宽度，所述水平位移传感器连接于系统控制器上。

进一步地，还包括限界检测仪，所述限界检测仪装设于车身两侧以检测轨道两边的障碍物，所述限界检测仪连接于系统控制器上。

本实用新型的有益效果在于：采用三角测距原理，算法简单可靠，能够有效的检测接触网的导高、拉出和坡度，且具备很高的精测精度，精度为±1.5mm。消除较大范围的误差，使得量程在3550—4800处的误差控制在±1.5mm，量程在300—1500范围的误差控制在±1mm。而且本实用新型还设有水平位移传感器、限界检测仪，对轨道的宽度及轨道两边的障碍物进行检测，整个检测装置结构简单，测量数据全面，实用性好，具有较强的推广意义。

附图说明

图1为实用新型基于三角测量的接触网几何参数动态检测装置进行测量时的示意图。

具体实施方式

为了使实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对实用新型进行进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型提供一种基于三角测量的接触网几何参数动态检测装置，该装置可用于车载弓网动态监测系统或手推式接触网巡检车上，以检测相关参数。

该基于三角测量的接触网几何参数动态检测装置包括线激光器10、工业相机20、一倾角传感器(图未示)、水平位移传感器(图未示)、限界检测仪(图未示)及系统控制器，所述工业相机20、倾角传感器、水平位移传感器、限界检测仪均连接于系统控制器上。所述线激光器、工业相机均安装于列车车顶30或者手推式接触网巡检车的设备安装台上，所述接触网40设在列车上方，接触网40与列车上的受电弓相互配合，进行电力传输，为列车提供动力。所述水平位移传感器装设于车身底部，检测轨道的宽度，其检测精度为0.5mm，所述限界检测仪装设于车身两侧，用于检测轨道两边的障碍物，保证列车的运行安全，所述倾角传感器对行驶中列车或巡检车的车身倾斜角度进行测量得出得出倾斜角度(xAngle、yAngle)。

所述线激光器10垂直地装设于车顶30或安装台，线激光器10的照射方向朝向接触网，所述工业相机20与车顶30或安装台呈一夹角，并且线激光器10与工业相机20在同一直线上。进行检测时，线激光器的光照射在接触网形成一亮光区域，线激光器10、工业相机20及亮光区域呈三角分布，工业相机20进行连接拍照。完成拍照后，对照片进行二值化处理，系统设定一个基点，建立坐标，获取目标点(即线激光器10的激光打在接触网40上所形成光线的一个点)在图像中的位置，从而得出目标点的坐标值，如果列车手推式接触网巡检车的车身发生倾斜或振动，目标点在图像中的位置将发生变化。系统控制器获得倾角传感器、水平位移传感器、限界检测仪倾角传感器、水平位移传感器及限界检测仪的检测信息并结合工业相机所拍摄的图像信息进行分析，得出导高值和拉出值。

基于三角测量的接触网几何参数动态检测装置工作时，采用以下骤：

(1)，获取图像中接触网的像素坐标(xPixel、yPixel)以及三角测量装置的角度变化(xAngle，yAngle)，本实用新型提供一检测装置，该检测装置包括线激光器、工业相机，所述线激光器垂直地装设于列车车顶30或者手推式接触网巡检车的设备安装台上，线激光器的照射方向朝向接触网，所述工业相机与列车车顶30或者手推式接触网巡检车的设备安装台呈一夹角，并且线激光器与工业相机在同一直线上，获取目标点在图像中的位置，得出接触网的坐标值，倾角传感器获取行驶中车载弓网动态监测系统或手推式接触网巡检车的车身的倾斜角度；

(2)，数据处理，将整个测试范围分为N段，对每段进行标定，从而使每段形成一组相机标定参数；判断步骤(1)所获取的像素坐标位于标定高度段，再通过该高度段的相机标定参数，得出拉出值、导高值的测量结果；

(3)，数据较正，根据倾角传感器的参数对测量结果进行补偿，获取实际的拉出值和导高值；

(4)，坡度计算，计算相邻两接触网定位点的高度差与两定位点距离的比值；

(5)，实时判断报警，根据步骤(1)、(2)、(3)、(4)所获得的数据的大小判断是否需要报警提示，当所有的数据均没有超出设定值时，则认定为安全；当其中的一个或一个以上的数据超出设定值时，系统刚认定存在隐患，进行报警。

本实用新型的有益效果在于：采用三角测距原理，算法简单可靠，能够有效的检测接触网的导高、拉出和坡度、两线间距，且具备很高的精测精度，精度为±1.5mm。消除较大范围的误差，使得量程在3550—4800处的误差控制在±1.5mm，量程在300—1500范围的误差控制在±1mm。而且本实用新型还设有水平位移传感器、限界检测仪，对轨道的宽度及轨道两边的障碍物进行检测，整个检测装置结构简单，测量数据全面，实用性好，具有较强的推广意义。

以上所述实施例仅表达了实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于实用新型的保护范围。因此，实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种基于三角测量的接触网几何参数动态检测装置，用于车载弓网动态监测系统或手推式接触网巡检车上，检测相关参数，其特征在于：基于三角测量的接触网几何参数动态检测装置包括线激光器、工业相机、倾角传感器及系统控制器，所述工业相机、倾角传感器均连接于系统控制器上，所述线激光器、工业相机安装于列车车顶或者手推式接触网检测车的设备安装台，所述线激光器垂直地装设于车顶或安装台上，线激光器的照射方向朝向顶部的接触网，所述工业相机与车顶或安装台呈一夹角，线激光器与工业相机在同一直线上；线激光器的光照射在接触网形成一亮光区域，线激光器、工业相机及亮光区域呈三角分布，所述倾角传感器对行驶中列车或手推式接触网巡检车车身的倾斜角度进行测量，系统控制器获得倾角传感器检测信息并结合工业相机所拍摄的图像信息进行分析。

2.如权利要求1所述的基于三角测量的接触网几何参数动态检测装置，其特征在于：还包括水平位移传感器，所述水平位移传感器装设于列车或手推巡检车的车身底部，检测轨道的宽度，所述水平位移传感器连接于系统控制器上。

3.如权利要求1所述的基于三角测量的接触网几何参数动态检测装置，其特征在于：还包括限界检测仪，所述限界检测仪装设于车身两侧以检测轨道两边的障碍物，所述限界检测仪连接于系统控制器上。