車載接觸網(wǎng)測量方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高速鐵路檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車載接觸網(wǎng)測量方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電氣化鐵路是以電能作為牽引力的一種現(xiàn)代化交通運(yùn)輸工具，專門給電力機(jī)車供 給電能的裝置叫牽引供電系統(tǒng)，牽引供電系統(tǒng)本身并不產(chǎn)生電能，而是將電力系統(tǒng)的電能 傳給電力機(jī)車。牽引供電系統(tǒng)主要包括牽引變電所和接觸網(wǎng)。
[0003] 接觸網(wǎng)是一種特殊的供電設(shè)備，其不僅要保障質(zhì)量良好地向電力機(jī)車提供電流， 而且還要保證接觸懸掛能牢固地處在規(guī)定的空間幾何位置上，保證受電弓能質(zhì)量良好地、 平滑地從接觸線上取流。而一旦接觸網(wǎng)發(fā)生故障如用于固定接觸線的定位裝置的線夾脫落 或支撐接觸線的定位裝置的定位器發(fā)生問題，都會(huì)使接觸線的位置發(fā)生變化，又由于電力 機(jī)車的受電弓寬度有限，一旦接觸線位置發(fā)生變化，受電弓就不能向其取流。當(dāng)電力機(jī)車高 速運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)該種故障就要報(bào)警，嚴(yán)重時(shí)需要電力機(jī)車降弓（使受電弓下降），電力機(jī)車靠 自身儲(chǔ)備電池供電運(yùn)行，因此要保證電力機(jī)車在鐵路上的正常運(yùn)行，需要對(duì)接觸網(wǎng)實(shí)時(shí)檢 測，而導(dǎo)高（即定位點(diǎn)處接觸線距軌面的垂直高度）和拉出值（即定位點(diǎn)處接觸線至受電 弓中心軌跡的水平距離）是檢測接觸網(wǎng)狀態(tài)的重要指標(biāo)。
[0004] 如圖1所示接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括支柱1'、支持裝置2'、定位裝置3'及 接觸懸掛4'，支柱1'設(shè)置于軌道5'外側(cè)的地面，支柱1'用于承受接觸網(wǎng)的全部重量， 并將接觸線固定在規(guī)定的位置和高度。一般要求支柱1'靠近軌道5'的一側(cè)至線路中心 線（即兩根軌道的中心線）的距離不得小于2440毫米，支持裝置2'包括腕臂6'、拉桿 7'(或壓管）和絕緣子8'，支持裝置2'安裝于支柱1'上部且靠近軌道5'的一側(cè)，該 支持裝置2'用于懸吊和支持接觸懸掛4'的全部設(shè)備并將負(fù)荷傳給支柱1'。定位裝置 3'包括定位器9'和定位管10'，接觸懸掛4'包括接觸線11'、吊弦12'、承力索13' 以及連接零件，定位裝置3'的功用是將接觸線11'固定在距線路中心的規(guī)定位置上，使 接觸線11'不超過受電弓14'允許的工作范圍，受電弓14'上的滑板15'長度一般為1.2 米，接觸線11'要保證在滑板15'上，其接觸點(diǎn)必須在滑板15'的長度范圍內(nèi)，且保證滑 板15'的磨耗均勻。
[0005] 但是現(xiàn)有接觸網(wǎng)測量多是在靜態(tài)條件下測得，即使用三維測距儀器對(duì)線路上的接 觸網(wǎng)導(dǎo)高和拉出值進(jìn)行測量，這種方法只能靜態(tài)的測量接觸網(wǎng)的導(dǎo)高及拉出值，對(duì)列車運(yùn) 行狀態(tài)下接觸網(wǎng)的實(shí)際導(dǎo)高及拉出值無法測量，且此種方法測量速度慢，測量取樣點(diǎn)少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種車載接觸網(wǎng)測量方法及系統(tǒng)，其可以在列車運(yùn)行時(shí)檢 測出接觸網(wǎng)的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，反映列車運(yùn)行的實(shí)際情況，從而保證列車的正常運(yùn)行。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種車載接觸網(wǎng)測量方法，其包括以下步驟：
[0008] 在列車運(yùn)行過程中啟動(dòng)圖像采集裝置采集包含接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)部位的圖 像數(shù)據(jù)；
[0009] 從所述圖像數(shù)據(jù)中獲取接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)；及，
[0010] 利用獲取的所述接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算所述圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的接觸網(wǎng)導(dǎo)高和拉出值。
[0011] 進(jìn)一步地，在列車運(yùn)行過程中啟動(dòng)圖像采集裝置采集包含接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn) 部位的圖像數(shù)據(jù)的步驟包括：
[0012] 根據(jù)列車的運(yùn)行速度及預(yù)設(shè)采集距離啟動(dòng)圖像采集裝置的觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)所述圖 像采集裝置采集包含接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)部位的圖像數(shù)據(jù)。
[0013] 進(jìn)一步地，在列車運(yùn)行過程中啟動(dòng)圖像采集裝置采集包含接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn) 部位的圖像數(shù)據(jù)的步驟與從所述圖像數(shù)據(jù)中獲取接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)的步驟之間 還包括：
[0014] 從所述圖像數(shù)據(jù)中截取出列車每行進(jìn)設(shè)定距離時(shí)刻的圖像數(shù)據(jù)。
[0015] 進(jìn)一步地，計(jì)算所述圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的接觸網(wǎng)導(dǎo)高和拉出值包括如下過程：
[0016] 標(biāo)定確定圖像坐標(biāo)系及空間點(diǎn)所在的世界坐標(biāo)系，獲取圖像采集裝置矩陣M;
[0017] 將圖像采集裝置矩陣M值和從各圖像數(shù)據(jù)中提取的所述接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)代入圖像坐 標(biāo)系與世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種車載接觸網(wǎng)測量方法，其特征在于，包括w下步驟： 在列車運(yùn)行過程中啟動(dòng)圖像采集裝置采集包含接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)部位的圖像數(shù) 據(jù)； 從所述圖像數(shù)據(jù)中獲取接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)；及， 利用獲取的所述接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算所述圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的接觸網(wǎng)導(dǎo)高和拉出值。
2. 如權(quán)利要求1所述的車載接觸網(wǎng)測量方法，其特征在于，在列車運(yùn)行過程中啟動(dòng)圖 像采集裝置采集包含接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)部位的圖像數(shù)據(jù)的步驟包括： 根據(jù)列車的運(yùn)行速度及預(yù)設(shè)采集距離啟動(dòng)圖像采集裝置的觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)所述圖像采 集裝置采集包含接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)部位的圖像數(shù)據(jù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的車載接觸網(wǎng)測量方法，其特征在于，在列車運(yùn)行過程中啟動(dòng)圖 像采集裝置采集包含接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)部位的圖像數(shù)據(jù)的步驟與從所述圖像數(shù)據(jù)中 獲取接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)的步驟之間還包括： 從所述圖像數(shù)據(jù)中截取出列車每行進(jìn)設(shè)定距離時(shí)刻的圖像數(shù)據(jù)。
4. 如權(quán)利要求1-3之一所述的車載接觸網(wǎng)測量方法，其特征在于，計(jì)算所述圖像數(shù)據(jù) 對(duì)應(yīng)的接觸網(wǎng)導(dǎo)高和拉出值包括如下過程： 標(biāo)定確定圖像坐標(biāo)系及空間點(diǎn)所在的世界坐標(biāo)系，獲取圖像采集裝置矩陣M; 將圖像采集裝置矩陣M值和從各圖像數(shù)據(jù)中提取的所述接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)代入圖像坐標(biāo)系 與世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式：
，得到接觸點(diǎn)的世界坐標(biāo)，根據(jù)世界坐標(biāo)值求出 接觸網(wǎng)導(dǎo)高和拉出值。
5. 如權(quán)利要求4所述的車載接觸網(wǎng)測量方法，其特征在于，采集到所述圖像數(shù)據(jù)后啟 動(dòng)圖像預(yù)處理過程，所述圖像預(yù)處理過程包括對(duì)采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度化、二值化及去 噪處理的步驟。
6. -種車載接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)，其特征在于，包括： 圖像數(shù)據(jù)采集模塊；包括圖像采集裝置，用于在列車運(yùn)行過程中啟動(dòng)圖像采集裝置采 集包含接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)部位的圖像數(shù)據(jù)； 接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)獲取模塊：用于從所述圖像數(shù)據(jù)中獲取接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)； 導(dǎo)高和拉出值獲取模塊；利用獲取的所述接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算所述圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的接觸網(wǎng) 導(dǎo)高和拉出值。
7. 如權(quán)利要求6所述的車載接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集裝置設(shè)置于 列車車頂上，所述圖像采集裝置位于受電弓的一側(cè)且其鏡頭朝向接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)的 部位。
8. 如權(quán)利要求7所述的車載接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像數(shù)據(jù)采集模塊還 包括觸發(fā)所述圖像采集裝置采集圖像數(shù)據(jù)的觸發(fā)控制器及控制觸發(fā)控制器工作的控制設(shè) 備，所述觸發(fā)控制器與控制設(shè)備連接。
9. 如權(quán)利要求7所述的車載接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集裝置與受電 弓的滑板在列車車頂影射的圖像之間的距離為1-3米。
10.如權(quán)利要求6-9之一所述的車載接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像數(shù)據(jù)采集 模塊與接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)獲取模塊之間還包括： 圖像數(shù)據(jù)截取模塊；用于從所述圖像數(shù)據(jù)中截取出列車每行進(jìn)設(shè)定距離時(shí)刻的圖像數(shù) 據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車載接觸網(wǎng)測量方法及系統(tǒng)，其通過圖像數(shù)據(jù)采集模塊在列車運(yùn)行過程中啟動(dòng)圖像采集裝置采集包含接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)部位的圖像數(shù)據(jù)；通過接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)獲取模塊從所述圖像數(shù)據(jù)中獲取接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)；及通過導(dǎo)高和拉出值獲取模塊利用獲取的所述接觸點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算所述圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的接觸網(wǎng)導(dǎo)高和拉出值。本發(fā)明車載接觸網(wǎng)測量方法及系統(tǒng)可以在列車運(yùn)行時(shí)檢測出接觸網(wǎng)的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，反映列車運(yùn)行的實(shí)際情況，從而保證列車的正常運(yùn)行。
【IPC分類】G01B11-02
【公開號(hào)】CN104848792
【申請?zhí)枴緾N201510202788
【發(fā)明人】李駿, 袁寧, 鄭煜, 宋野
【申請人】蘇州華興致遠(yuǎn)電子科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月24日