專利名稱：城市軌道交通接觸軌檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及軌道檢測設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種城市軌道交通接觸軌檢測裝置。
背景技術(shù)：
由于社會(huì)進(jìn)步、城市規(guī)模不斷擴(kuò)大、人口密度迅速增加和城市交通擁堵的情況日益嚴(yán)重，地鐵已經(jīng)成為城市軌道交通發(fā)展的重要方向之一。同時(shí)，地鐵對于提高土地利用效率、改善人類居住環(huán)境、實(shí)現(xiàn)人車立體分流、減少環(huán)境污染、保持城市歷史文化景觀等都具有十分顯著的作用，因此得到政府、社會(huì)及廣大市民的關(guān)注。在地鐵的供電方式中，接觸軌(即第三軌)供電有著單位電阻小、節(jié)省能耗、安裝方便、耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，使接觸軌的運(yùn)用前景越來越廣泛。為了使接觸軌能夠長期高效運(yùn)行，相關(guān)部門對接觸軌的檢測提出了更為嚴(yán)格的要求。目前，接觸軌供電方式在地鐵牽引供電系統(tǒng)中被大量采用，而接觸軌幾何參數(shù)的動(dòng)態(tài)檢測在中國國內(nèi)還是一片空白，接觸軌距離走行軌的垂直高度和水平位移，是衡量集電靴與接觸軌受流特性的重要指標(biāo)。因此，研究接觸軌動(dòng)態(tài)檢測原理，研制地鐵接觸軌車載動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)，定期對地鐵接觸軌幾何參數(shù)進(jìn)行檢測，是保證牽引供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要手段。而在現(xiàn)有技術(shù)中，尚未有很好的解決方案和設(shè)備來對城市軌道交通的接觸軌進(jìn)行檢測。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種城市軌道接觸軌檢測裝置，通過研究地鐵接觸軌幾何參數(shù)檢測原理，通過車載接觸軌檢測設(shè)備，動(dòng)態(tài)測量接觸軌與走行軌的垂直高度和水平位移，為接觸軌的日常維護(hù)提供真實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考，保證集電靴與接觸軌受流穩(wěn)定可靠，對整個(gè)地鐵牽引供電系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行具有重要的意義。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種城市軌道交通接觸軌檢測裝置，包括偏移補(bǔ)償模塊、信息定位模塊、融合處理模塊和圖像采集模塊，所述圖像采集模塊、偏移補(bǔ)償模塊和信息定位模塊的輸出端均與所述融合處理模塊連接，所述融合處理模塊包括圖像智能處理子模塊和人機(jī)界面及報(bào)表子模塊，所述圖像處理模塊為線陣CCD相機(jī)，所述偏移補(bǔ)償模塊為激光測距傳感器，所述信息定位模塊為速度傳感器。進(jìn)一步技術(shù)方案，本檢測裝置還包括電源模塊，電源模塊的輸出端連接電源穩(wěn)壓變換電路，電源穩(wěn)壓變換電路與所述圖像處理模塊、所述偏移補(bǔ)償模塊和所述信息定位模塊連接。更進(jìn)一步技術(shù)方案，本檢測裝置各模塊之間的連接均采用屏蔽線連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是通過研究地鐵接觸軌幾何參數(shù)檢測原理，通過車載接觸軌檢測設(shè)備，動(dòng)態(tài)測量接觸軌與走行軌的垂直高度和水平位移，為接觸軌的日常維護(hù)提供真實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考，保證集電靴與接觸軌受流穩(wěn)定可靠，對整個(gè)地鐵牽引供電系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行具有重要的意義；具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集、分析處理功能；具有預(yù)置和隨時(shí)更改檢測設(shè)備所處的線路位置、啟動(dòng)、暫停、運(yùn)行和復(fù)位功能；實(shí)時(shí)在線檢測接觸軌幾何參數(shù)；檢測數(shù)據(jù)可存儲于硬盤上，便于事后數(shù)據(jù)曲線回放與分析處理及打印報(bào)表等；本檢測裝置還具有自檢測、自校驗(yàn)功能。

圖1為本實(shí)用新型城市軌道交通接觸軌檢測裝置的原理方框圖；圖中1-偏移補(bǔ)償模塊，2-信息定位模塊，3-融合處理模塊，31-圖像智能處理子模塊，32-人機(jī)界面及報(bào)表子模塊，4-圖像采集模塊，5-電源模塊，6-電源穩(wěn)壓變換電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，一種城市軌道交通接觸軌檢測裝置，包括偏移補(bǔ)償模塊1、信息定位模塊2、融合處理模塊3、圖像采集模塊4和電源模塊5。所述圖像處理模塊采用高速線陣 CCD相機(jī)(可軟件配置)檢測接觸軌內(nèi)側(cè)及受流面灰度圖像，光源采用高亮扇形激光光源。 所述偏移補(bǔ)償模塊1采用三角形激光測距傳感器來測量車體橫向偏移。所述信息定位模塊 2采用速度傳感器，用于測量行駛速度及定位。所述融合處理模塊3通過便攜式計(jì)算機(jī)，利用雙目成像檢測原理及圖像處理算法檢測接觸軌幾何參數(shù)。所述圖像采集模塊4、偏移補(bǔ)償模塊1和信息定位模塊2的輸出端均與所述融合處理模塊3連接，所述融合處理模塊3包括圖像智能處理子模塊31和人機(jī)界面及報(bào)表子模塊32。所述電源模塊5采用作業(yè)車提供的AC 220V電源，其輸出端連接電源穩(wěn)壓變換電路6，電源穩(wěn)壓變換電路6輸出DC 5V和DC 12V的電壓，電源穩(wěn)壓變換電路6通過與所述圖像處理模塊、所述偏移補(bǔ)償模塊1和所述信息定位模塊2連接來實(shí)現(xiàn)供電。本檢測裝置各模塊之間的連接均采用屏蔽線連接。本接觸軌檢測裝置系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)在線檢測，在開始運(yùn)行前及運(yùn)行過程中都可通過初始設(shè)置對話框設(shè)定檢測線路、行駛方向、開始區(qū)段、起始支柱號等，隨時(shí)可以通過菜單或工具欄按鈕對區(qū)段及定位進(jìn)行調(diào)整；并可以通過參數(shù)設(shè)置對話框設(shè)置選擇檢測方式， 檢測參數(shù)通過曲線及數(shù)值的方式實(shí)時(shí)顯示于顯示器上，所有線路原始數(shù)據(jù)及每次檢測結(jié)果存儲在計(jì)算機(jī)硬盤上，文件名稱與站區(qū)名稱及檢測日期關(guān)聯(lián)，方便查詢，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)曲線回放(歷史回溯)、單線比較分析及綜合比較分析等多種報(bào)表、曲線打印、曲線儲存(圖片)、 報(bào)表打印、報(bào)表儲存(excel表格)等。本接觸軌檢測裝置中，采用兩個(gè)線陣CCD相機(jī)作為一組測量單元，來測量三軌的幾何參數(shù)，線陣CCD相機(jī)是高精度的檢測儀器，對于相機(jī)的標(biāo)定提出了很高的要求，相機(jī)的標(biāo)定精度直接影響系統(tǒng)的檢測精度。通過機(jī)械設(shè)計(jì)，同時(shí)配備專用的安裝試驗(yàn)平臺，使兩個(gè)線陣CCD相機(jī)的掃描區(qū)域重合。線陣CXD相機(jī)標(biāo)定的目的是確定相機(jī)的圖像坐標(biāo)系與物理空間中的坐標(biāo)系(世界坐標(biāo)系)之間的對應(yīng)關(guān)系。只有當(dāng)相機(jī)被準(zhǔn)確的標(biāo)定以后，才能根據(jù)二維圖像坐標(biāo)計(jì)算出對應(yīng)在物理空間中的實(shí)際位置，為了確定上述對應(yīng)關(guān)系，需要知道線陣CCD相機(jī)的光學(xué)和幾何參數(shù)(內(nèi)部參數(shù))以及線陣CCD相機(jī)對外部參考坐標(biāo)系的位置和方向(外部參數(shù))。 線陣CXD相機(jī)的標(biāo)定過程就是根據(jù)一組已知地理坐標(biāo)系坐標(biāo)和圖像坐標(biāo)系坐標(biāo)的點(diǎn)來確定相機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)。相機(jī)的標(biāo)定結(jié)果除提供圖像點(diǎn)與空間點(diǎn)的映射關(guān)系外，還可以通過外極線方程來約束尋找同名點(diǎn)的搜索空間，從而降低匹配算法的復(fù)雜性，減少誤匹配率。光源的選取直接影響線陣C⑶相機(jī)的圖像質(zhì)量，在光源的選取方面，經(jīng)過發(fā)明人大量的試驗(yàn)，采用激光為線陣CCD相機(jī)提供光源。激光具有亮度高、單色性好和方向性強(qiáng)的特點(diǎn)，適合為線陣CCD相機(jī)提供穩(wěn)定可靠的光源。采用半導(dǎo)體激光器，在激光器的前端安裝柱面鏡，將激光器點(diǎn)光源轉(zhuǎn)換為線光源， 只有光源足夠亮度時(shí)，光源照射的三軌目標(biāo)區(qū)域才能被線陣CCD相機(jī)準(zhǔn)確捕捉。在進(jìn)行圖像特性檢測之前，首先需要對圖像進(jìn)行預(yù)處理，目的是使低質(zhì)量圖像得到改善，其中包括圖像的灰度修正和圖像平滑去噪。圖像的灰度修正就是對圖像進(jìn)行逐點(diǎn)運(yùn)算，而不改變圖像內(nèi)的信息結(jié)構(gòu)。主要包括圖像灰度的線性變換，灰度拉伸和直方圖均衡化等。在圖像特征檢測之前進(jìn)行圖像直方圖均衡化是十分有益的。根據(jù)圖像的直方圖，求出一個(gè)圖像灰度變換T，是的經(jīng)過這個(gè)變換產(chǎn)生的新圖像直方圖接近理想的直方圖。即所謂的直方圖均衡化，這樣就將直方圖與灰度級變換結(jié)合起來。直方圖均衡化的物理意義不能改變灰度出現(xiàn)的次數(shù)(因?yàn)槟菢訒?huì)改變圖像的信息結(jié)構(gòu))，單可以改變出現(xiàn)次數(shù)所對應(yīng)的灰度級，使特定區(qū)間內(nèi)像素出現(xiàn)次數(shù)是相等的。圖像去噪、降低圖像噪音，可以用線性濾波器和非線性濾波器。最后需要說明的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，而不是對本實(shí)用新型技術(shù)方案的限定，任何對本實(shí)用新型技術(shù)特征所做的等同替換或相應(yīng)改進(jìn)，仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種城市軌道交通接觸軌檢測裝置，其特征在于包括偏移補(bǔ)償模塊、信息定位模塊、融合處理模塊和圖像采集模塊，所述圖像采集模塊、偏移補(bǔ)償模塊和信息定位模塊的輸出端均與所述融合處理模塊連接，所述融合處理模塊包括圖像智能處理子模塊和人機(jī)界面及報(bào)表子模塊，所述圖像處理模塊為線陣CCD相機(jī)，所述偏移補(bǔ)償模塊為激光測距傳感器， 所述信息定位模塊為速度傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通接觸軌檢測裝置，其特征在于本檢測裝置還包括電源模塊，電源模塊的輸出端連接電源穩(wěn)壓變換電路，電源穩(wěn)壓變換電路與所述圖像處理模塊、所述偏移補(bǔ)償模塊和所述信息定位模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市軌道交通接觸軌檢測裝置，其特征在于本檢測裝置各模塊之間的連接均采用屏蔽線連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種城市軌道交通接觸軌檢測裝置，包括偏移補(bǔ)償模塊、信息定位模塊、融合處理模塊和圖像采集模塊，所述圖像采集模塊、偏移補(bǔ)償模塊和信息定位模塊的輸出端均與所述融合處理模塊連接，所述融合處理模塊包括圖像智能處理子模塊和人機(jī)界面及報(bào)表子模塊，所述圖像處理模塊為線陣CCD相機(jī)，所述偏移補(bǔ)償模塊為激光測距傳感器，所述信息定位模塊為速度傳感器。本實(shí)用新型通過研究地鐵接觸軌幾何參數(shù)檢測原理，通過車載接觸軌檢測設(shè)備，動(dòng)態(tài)測量接觸軌與走行軌的垂直高度和水平位移，為接觸軌的日常維護(hù)提供真實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考，保證集電靴與接觸軌受流穩(wěn)定可靠，對整個(gè)地鐵牽引供電系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行具有重要的意義。
文檔編號G01B11/02GK202080298SQ20112019073
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者于龍, 占棟, 杜奎生 申請人:成都唐源電氣有限責(zé)任公司