車載接觸網測量方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高速鐵路檢測技術領域，具體涉及一種車載接觸網測量方法及系統。
【背景技術】
[0002] 電氣化鐵路是以電能作為牽引力的一種現代化交通運輸工具，專門給電力機車供 給電能的裝置叫牽引供電系統，牽引供電系統本身并不產生電能，而是將電力系統的電能 傳給電力機車。牽引供電系統主要包括牽引變電所和接觸網。
[0003] 接觸網是一種特殊的供電設備，其不僅要保障質量良好地向電力機車提供電流， 而且還要保證接觸懸掛能牢固地處在規定的空間幾何位置上，保證受電弓能質量良好地、 平滑地從接觸線上取流。而一旦接觸網發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生問題，都會使接觸線的位置發生變化，又由于電力 機車的受電弓寬度有限，一旦接觸線位置發生變化，受電弓就不能向其取流。當電力機車高 速運行時出現該種故障就要報警，嚴重時需要電力機車降弓（使受電弓下降），電力機車靠 自身儲備電池供電運行，因此要保證電力機車在鐵路上的正常運行，需要對接觸網實時檢 測，而導高（即定位點處接觸線距軌面的垂直高度）和拉出值（即定位點處接觸線至受電 弓中心軌跡的水平距離）是檢測接觸網狀態的重要指標。
[0004] 如圖1所示接觸網的結構示意圖，包括支柱1'、支持裝置2'、定位裝置3'及 接觸懸掛4'，支柱1'設置于軌道5'外側的地面，支柱1'用于承受接觸網的全部重量， 并將接觸線固定在規定的位置和高度。一般要求支柱1'靠近軌道5'的一側至線路中心 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，該 支持裝置2'用于懸吊和支持接觸懸掛4'的全部設備并將負荷傳給支柱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，其接觸點必須在滑板15'的長度范圍內，且保證滑 板15'的磨耗均勻。
[0005] 但是現有接觸網測量多是在靜態條件下測得，即使用三維測距儀器對線路上的接 觸網導高和拉出值進行測量，這種方法只能靜態的測量接觸網的導高及拉出值，對列車運 行狀態下接觸網的實際導高及拉出值無法測量，且此種方法測量速度慢，測量取樣點少。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于提供一種車載接觸網測量方法及系統，其可以在列車運行時檢 測出接觸網的實時工作狀態，反映列車運行的實際情況，從而保證列車的正常運行。
[0007]為了達到上述目的，本發明提供一種車載接觸網測量方法，其包括以下步驟：
[0008] 在列車運行過程中啟動圖像采集裝置采集包含接觸網與受電弓接觸點部位的圖 像數據；
[0009] 從所述圖像數據中獲取接觸網與受電弓接觸點數據；及，
[0010] 利用獲取的所述接觸點數據計算所述圖像數據對應的接觸網導高和拉出值。
[0011] 進一步地，在列車運行過程中啟動圖像采集裝置采集包含接觸網與受電弓接觸點 部位的圖像數據的步驟包括：
[0012] 根據列車的運行速度及預設采集距離啟動圖像采集裝置的觸發信號，觸發所述圖 像采集裝置采集包含接觸網與受電弓接觸點部位的圖像數據。
[0013] 進一步地，在列車運行過程中啟動圖像采集裝置采集包含接觸網與受電弓接觸點 部位的圖像數據的步驟與從所述圖像數據中獲取接觸網與受電弓接觸點數據的步驟之間 還包括：
[0014] 從所述圖像數據中截取出列車每行進設定距離時刻的圖像數據。
[0015] 進一步地，計算所述圖像數據對應的接觸網導高和拉出值包括如下過程：
[0016] 標定確定圖像坐標系及空間點所在的世界坐標系，獲取圖像采集裝置矩陣M;
[0017] 將圖像采集裝置矩陣M值和從各圖像數據中提取的所述接觸點數據代入圖像坐 標系與世界坐標系轉換公式：
【主權項】
1. 一種車載接觸網測量方法，其特征在于，包括w下步驟： 在列車運行過程中啟動圖像采集裝置采集包含接觸網與受電弓接觸點部位的圖像數 據； 從所述圖像數據中獲取接觸網與受電弓接觸點數據；及， 利用獲取的所述接觸點數據計算所述圖像數據對應的接觸網導高和拉出值。
2. 如權利要求1所述的車載接觸網測量方法，其特征在于，在列車運行過程中啟動圖 像采集裝置采集包含接觸網與受電弓接觸點部位的圖像數據的步驟包括： 根據列車的運行速度及預設采集距離啟動圖像采集裝置的觸發信號，觸發所述圖像采 集裝置采集包含接觸網與受電弓接觸點部位的圖像數據。
3. 如權利要求1所述的車載接觸網測量方法，其特征在于，在列車運行過程中啟動圖 像采集裝置采集包含接觸網與受電弓接觸點部位的圖像數據的步驟與從所述圖像數據中 獲取接觸網與受電弓接觸點數據的步驟之間還包括： 從所述圖像數據中截取出列車每行進設定距離時刻的圖像數據。
4. 如權利要求1-3之一所述的車載接觸網測量方法，其特征在于，計算所述圖像數據 對應的接觸網導高和拉出值包括如下過程： 標定確定圖像坐標系及空間點所在的世界坐標系，獲取圖像采集裝置矩陣M; 將圖像采集裝置矩陣M值和從各圖像數據中提取的所述接觸點數據代入圖像坐標系 與世界坐標系轉換公式：
，得到接觸點的世界坐標，根據世界坐標值求出 接觸網導高和拉出值。
5. 如權利要求4所述的車載接觸網測量方法，其特征在于，采集到所述圖像數據后啟 動圖像預處理過程，所述圖像預處理過程包括對采集的圖像數據進行灰度化、二值化及去 噪處理的步驟。
6. -種車載接觸網測量系統，其特征在于，包括： 圖像數據采集模塊；包括圖像采集裝置，用于在列車運行過程中啟動圖像采集裝置采 集包含接觸網與受電弓接觸點部位的圖像數據； 接觸點數據獲取模塊：用于從所述圖像數據中獲取接觸網與受電弓接觸點數據； 導高和拉出值獲取模塊；利用獲取的所述接觸點數據計算所述圖像數據對應的接觸網 導高和拉出值。
7. 如權利要求6所述的車載接觸網測量系統，其特征在于，所述圖像采集裝置設置于 列車車頂上，所述圖像采集裝置位于受電弓的一側且其鏡頭朝向接觸網與受電弓接觸點的 部位。
8. 如權利要求7所述的車載接觸網測量系統，其特征在于，所述圖像數據采集模塊還 包括觸發所述圖像采集裝置采集圖像數據的觸發控制器及控制觸發控制器工作的控制設 備，所述觸發控制器與控制設備連接。
9. 如權利要求7所述的車載接觸網測量系統，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.如權利要求6-9之一所述的車載接觸網測量系統，其特征在于，所述圖像數據采集 模塊與接觸點數據獲取模塊之間還包括： 圖像數據截取模塊；用于從所述圖像數據中截取出列車每行進設定距離時刻的圖像數 據。
【專利摘要】本發明公開了一種車載接觸網測量方法及系統，其通過圖像數據采集模塊在列車運行過程中啟動圖像采集裝置采集包含接觸網與受電弓接觸點部位的圖像數據；通過接觸點數據獲取模塊從所述圖像數據中獲取接觸網與受電弓接觸點數據；及通過導高和拉出值獲取模塊利用獲取的所述接觸點數據計算所述圖像數據對應的接觸網導高和拉出值。本發明車載接觸網測量方法及系統可以在列車運行時檢測出接觸網的實時工作狀態，反映列車運行的實際情況，從而保證列車的正常運行。
【IPC分類】G01B11-02
【公開號】CN104848792
【申請號】CN201510202788
【發明人】李駿, 袁寧, 鄭煜, 宋野
【申請人】蘇州華興致遠電子科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月24日