一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置及方法，涉及有軌電車檢測技術(shù)領(lǐng)域，包括測量小車，測量小車包括一個T型的車架和三個輪子，輪子分別設(shè)于車架三個端點(diǎn)處；車架上設(shè)有一水平傳感器和一軌距傳感器；成像識別裝置，成像識別裝置設(shè)于車架上，成像識別裝置用于采集圖像并識別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置；激光測量裝置，激光測量裝置設(shè)于車架上，激光測量裝置包括一旋轉(zhuǎn)中心，激光測量裝置用于測量接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心的距離以及激光測量裝置的激光與車架平面的夾角；伺服跟蹤裝置，伺服跟蹤裝置與激光測量裝置相連接，伺服跟蹤裝置驅(qū)動激光測量裝置繞旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動。本發(fā)明可以連續(xù)自動跟蹤測量接觸網(wǎng)的各項(xiàng)參數(shù)。
【專利說明】
一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及有軌電車檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電氣化鐵路特別是高速電力機(jī)車大量普及運(yùn)用，鐵路部門對行車線路的檢測維護(hù)精度要求越來越高，速度越來越快。接觸網(wǎng)是行車線路的重要組成部分。接觸網(wǎng)俗稱電辮，它搭接在電氣鐵路供電線路上，向整個電力機(jī)車牽引系統(tǒng)和列車附屬設(shè)備延伸出許多接觸網(wǎng)導(dǎo)線，用以向列車供電。所以，它的重要性不言而譽(yù)。由于它涉及運(yùn)動，材料，高壓電力等多項(xiàng)因素，它的應(yīng)用與研究在世界一直處于前緣領(lǐng)域。它在空間架設(shè)的幾何參數(shù)影響著列車的行車安全和接觸網(wǎng)的使用壽命。接觸網(wǎng)的空間幾何參數(shù)如:導(dǎo)高，拉出值等參數(shù)檢測變得尤為重要。目前鐵道部引進(jìn)了法國高速列車上的非接觸高速激光軌檢系統(tǒng)，但這種系統(tǒng)可用于鐵路局對接觸網(wǎng)的宏觀監(jiān)測，不能滿足鐵路維護(hù)部門的現(xiàn)場檢修。鐵路維護(hù)部門現(xiàn)有的檢測辦法主要是接觸式檢測。用一個絕緣桿掛到接觸網(wǎng)導(dǎo)線上，然后用尺子測量。這種辦法測量誤差大、參數(shù)少，且受天氣影響大，在有風(fēng)、雨、霧時都不宜檢測。常用的接觸網(wǎng)測量儀，手動操作，人工目苗點(diǎn)，不能連續(xù)測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置及方法，可以連續(xù)自動跟蹤測量。
[0004]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置，包括:
[0005]測量小車，所述測量小車包括一個T型的車架和三個輪子，所述輪子分別設(shè)于車架三個端點(diǎn)處;所述車架上設(shè)有一水平傳感器和一軌距傳感器；
[0006]成像識別裝置，所述成像識別裝置設(shè)于所述車架上，所述成像識別裝置用于采集圖像并識別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置；
[0007]激光測量裝置，所述激光測量裝置設(shè)于所述車架上，所述激光測量裝置包括一旋轉(zhuǎn)中心，所述激光測量裝置用于測量接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心的距離以及所述激光測量裝置的激光與所述車架平面的夾角；
[0008]伺服跟蹤裝置，所述伺服跟蹤裝置與所述激光測量裝置相連接，所述伺服跟蹤裝置驅(qū)動所述激光測量裝置繞所述旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述成像識別裝置包括一光電成像部件和一圖像識別部件。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述激光測量裝置包括一激光測距部件和一光柵側(cè)角部件。
[0011 ]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述輪子上還設(shè)有一里程傳感器。
[0012]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述車架上設(shè)有一推桿。
[0013]本發(fā)明還公開了一種基于所述裝置的激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法，包括以下步驟:
[0014]SI，將所述測量小車在軌道上推行，使用所述成像識別裝置采集圖像并識別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置；
[0015]S2，使用所述伺服跟蹤裝置驅(qū)動所述激光測量裝置繞所述旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線；應(yīng)改為:使用所述伺服跟蹤裝置驅(qū)動是將采集數(shù)據(jù)經(jīng)過系統(tǒng)算法(目標(biāo)測量、目標(biāo)檢測、圖像識別、圖像修正算法等)，控制所述激光測量裝置繞所述旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線；
[0016]S3，使用所述激光測量裝置測量接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心的距離以及所述激光測量裝置的激光與所述車架平面的夾角；
[0017]S4，使用所述水平傳感器測量車架平面相對于水平面的傾斜角度；
[0018]S5，使用所述軌距傳感器測量鋼軌軌距；
[0019]S6，根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算得出接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對于鋼軌的各項(xiàng)參數(shù)，結(jié)束。
[0020]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述各項(xiàng)參數(shù)包括超高，導(dǎo)高和拉出值，所述超高即兩鋼軌高度差，所述導(dǎo)高即接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對于鋼軌平面的高度，所述拉出值即接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對于鋼軌頂面的投影距離與所述鋼軌中信息的距離。
[0021]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述超高的計算方法是:超高=(d+鋼軌寬度).sin;其中，d為鋼軌軌距，A為車架平面相對于水平面的傾斜角度。
[0022]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述導(dǎo)高的計算方法是:導(dǎo)高=h+m.sin，其中，h為旋轉(zhuǎn)中心相對于車架平面的高度，m為接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心的距離，B激光測量裝置的激光與所述車架平面的夾角。
[0023]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述拉出值的計算方法是:拉出值=P+m.cos-d/2，其中，P為旋轉(zhuǎn)中心在車架上的投影到車架較低一端的距離。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0025]1、采用成像識別裝置采集圖像并識別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置后，使用所述伺服跟蹤裝置驅(qū)動所述激光測量裝置繞所述旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)自動跟蹤測量。
[0026]2、所有測量裝置設(shè)于測量小車上，測量小車可沿鋼軌推動，實(shí)現(xiàn)連續(xù)檢測。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法的流程示意圖。
[0030]圖中:1-測量小車，11-車架，12-輪子，13-水平傳感器，14-軌距傳感器，15-里程傳感器，16-推桿，2-成像識別裝置，21-光電成像部件，22-圖像識別部件，3-激光測量裝置，31-激光測距部件，32-光柵側(cè)角部件，33-旋轉(zhuǎn)中心，4-伺服跟蹤裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0032]參見圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置，包括:測量小車I，測量小車I包括一個T型的車架11和三個輪子12，輪子12分別設(shè)于車架11三個端點(diǎn)處;車架11上設(shè)有一水平傳感器13和一軌距傳感器14;成像識別裝置2，成像識別裝置2設(shè)于車架11上，成像識別裝置2用于采集圖像并識別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置;激光測量裝置3，激光測量裝置3設(shè)于車架11上，激光測量裝置3包括一旋轉(zhuǎn)中心33，激光測量裝置3用于測量接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心33的距離以及激光測量裝置3的激光與車架11平面的夾角；伺服跟蹤裝置4，伺服跟蹤裝置4與激光測量裝置3相連接，伺服跟蹤裝置4驅(qū)動激光測量裝置3繞旋轉(zhuǎn)中心33轉(zhuǎn)動。參見圖2所示，成像識別裝置2包括一光電成像部件21和一圖像識別部件22。激光測量裝置3包括一激光測距部件31和一光柵側(cè)角部件32。輪子12上還設(shè)有一里程傳感器15，可用于記錄測量小車I推行的距離。車架11上設(shè)有一推桿16。推桿16用于推動測量小車I沿鋼軌行走。本發(fā)明采用成像識別裝置2采集圖像并識別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置后，使用伺服跟蹤裝置4驅(qū)動激光測量裝置3繞旋轉(zhuǎn)中心33轉(zhuǎn)動至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)自動跟蹤測量，并保留傳統(tǒng)測量的基本功能:導(dǎo)高、拉出值、超高、限界、錨段關(guān)節(jié)、線岔、500處高差、支柱紅線、承力索與接觸線、支柱斜率等接觸網(wǎng)幾何參數(shù)測量功能。所有測量裝置設(shè)于測量小車I上，測量小車I可沿鋼軌推動，實(shí)現(xiàn)連續(xù)檢測。
[0033]參見圖3所示，本發(fā)明還公開了一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法，包括以下步驟:
[0034]SI，將測量小車I在軌道上推行，使用成像識別裝置2采集圖像并識別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置；
[0035]S2，使用伺服跟蹤裝置4驅(qū)動激光測量裝置3繞旋轉(zhuǎn)中心33轉(zhuǎn)動至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線;使用伺服跟蹤裝置4驅(qū)動激光測量裝置3繞旋轉(zhuǎn)中心33轉(zhuǎn)動至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線，是指將采集的接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置數(shù)據(jù)經(jīng)過系統(tǒng)算法(目標(biāo)測量、目標(biāo)檢測、圖像識別、圖像修正算法等)，得出偏轉(zhuǎn)角度，然后控制激光測量裝置3繞所述旋轉(zhuǎn)中心33轉(zhuǎn)動至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線；
[0036]S3，使用激光測量裝置3測量接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心33的距離以及激光測量裝置3的激光與車架11平面的夾角；
[0037]S4，使用水平傳感器13測量車架11平面相對于水平面的傾斜角度；
[0038]S5，使用軌距傳感器14測量鋼軌軌距；
[0039]S6，根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算得出接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對于鋼軌的各項(xiàng)參數(shù)，結(jié)束。各項(xiàng)參數(shù)包括超高，導(dǎo)高和拉出值。
[0040]超高即兩鋼軌高度差，其計算方法是:
[0041]超高=(d+鋼軌寬度).sin(A);其中，d為鋼軌軌距，A為車架11平面相對于水平面的傾斜角度。
[0042]導(dǎo)高即接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對于鋼軌平面的高度，其計算方法是:
[0043]導(dǎo)高=h+m.sin(B)，其中，h為旋轉(zhuǎn)中心33相對于車架11平面的高度，m為接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心33的距離，B激光測量裝置3的激光與車架11平面的夾角。
[0044]拉出值即接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對于鋼軌頂面的投影距離與鋼軌中信息的距離，其計算方法是:
[0045]拉出值= P+m.cos(B)_d/2，其中，P為旋轉(zhuǎn)中心33在車架11上的投影到車架11較低一端的距離。
[0046]本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置，其特征在于，包括: 測量小車(I)，所述測量小車(I)包括一個T型的車架(11)和三個輪子(12)，所述輪子(12)分別設(shè)于車架(11)三個端點(diǎn)處;所述車架(11)上設(shè)有一水平傳感器(13)和一軌距傳感器(14)； 成像識別裝置(2)，所述成像識別裝置(2)設(shè)于所述車架(11)上，所述成像識別裝置(2)用于采集圖像并識別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置； 激光測量裝置(3)，所述激光測量裝置(3)設(shè)于所述車架(11)上，所述激光測量裝置(3)包括一旋轉(zhuǎn)中心(33)，所述激光測量裝置(3)用于測量接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心(33)的距離以及所述激光測量裝置(3)的激光與所述車架(11)平面的夾角； 伺服跟蹤裝置(4)，所述伺服跟蹤裝置(4)與所述激光測量裝置(3)相連接，所述伺服跟蹤裝置(4)驅(qū)動所述激光測量裝置(3)繞所述旋轉(zhuǎn)中心(33)轉(zhuǎn)動。2.如權(quán)利要求1所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置，其特征在于:所述成像識別裝置(2)包括一光電成像部件(21)和一圖像識別部件(22)。3.如權(quán)利要求1所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置，其特征在于:所述激光測量裝置(3)包括一激光測距部件(31)和一光柵側(cè)角部件(32)。4.如權(quán)利要求1所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置，其特征在于:所述輪子(12)上還設(shè)有一里程傳感器(15)。5.如權(quán)利要求1所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置，其特征在于:所述車架(11)上設(shè)有一推桿(16)。6.—種基于權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的裝置的激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法，其特征在于，包括以下步驟: SI，將所述測量小車(I)在軌道上推行，使用所述成像識別裝置(2)采集圖像并識別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置； S2，使用所述伺服跟蹤裝置(4)驅(qū)動所述激光測量裝置(3)繞所述旋轉(zhuǎn)中心(33)轉(zhuǎn)動至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線； S3，使用所述激光測量裝置(3)測量接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心(33)的距離以及所述激光測量裝置(3)的激光與所述車架(11)平面的夾角； S4，使用所述水平傳感器(13)測量車架(11)平面相對于水平面的傾斜角度； S5，使用所述軌距傳感器(14)測量鋼軌軌距； S6，根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算得出接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對于鋼軌的各項(xiàng)參數(shù)，結(jié)束。7.如權(quán)利要求6所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法，其特征在于:所述各項(xiàng)參數(shù)包括超高，導(dǎo)高和拉出值，所述超高即兩鋼軌高度差，所述導(dǎo)高即接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對于鋼軌平面的高度，所述拉出值即接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對于鋼軌頂面的投影距離與所述鋼軌中信息的距離。8.如權(quán)利要求6所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法，其特征在于:所述超高的計算方法是: 超高= (d+鋼軌寬度).sin(A);其中，d為鋼軌軌距，A為車架(11)平面相對于水平面的傾斜角度。9.如權(quán)利要求6所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法，其特征在于:所述導(dǎo)高的計算方法是: 導(dǎo)高= h+m.sin(B)，其中，h為旋轉(zhuǎn)中心(33)相對于車架(11)平面的高度，m為接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心(33)的距離，B激光測量裝置(3)的激光與所述車架(11)平面的夾角。10.如權(quán)利要求6所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法，其特征在于:所述拉出值的計算方法是: 拉出值= P+m.cos(B)-d/2，其中，P為旋轉(zhuǎn)中心(33)在車架(11)上的投影到車架(11)較低一端的距離。
【文檔編號】G01C9/00GK106042983SQ201610630272
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月3日
【發(fā)明人】李育冰, 孟敏虎, 韓蘭貴, 張裔, 閆玉池, 曹青, 韓孟, 張輝
【申請人】中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司