車載接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)及測量方法
【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，具體涉及一種對車載接觸網(wǎng)的導(dǎo)高和拉出值 的測量系統(tǒng)及測量方法。
【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)代化交通運輸工具，專門給電力機車供 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，都會使接觸線的位置發(fā)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(fā)生變化，受電弓就不能向其取流。當(dāng)電力機車高 速運行時出現(xiàn)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(wǎng)實時檢 測，而導(dǎo)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(wǎng)狀態(tài)的重要指標。
[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線路上的接 觸網(wǎng)導(dǎo)高和拉出值進行測量，這種方法只能靜態(tài)的測量接觸網(wǎng)的導(dǎo)高及拉出值，對列車運 行狀態(tài)下接觸網(wǎng)的實際導(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)測量系統(tǒng)及測量方法，其可以在列車運行 時檢測出接觸網(wǎng)的實時工作狀態(tài)，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(fā)明提供一種車載接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)，其中包括：
[0008] 三維信息采集模塊：包括從不同位置采集包含接觸線上接觸點的圖像信息的至少 兩個圖像數(shù)據(jù)采集裝置，各所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置在所述接觸線上的成像區(qū)域重合，且各 所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置的成像區(qū)域重合后的區(qū)域覆蓋所述接觸點；
[0009] 接觸點位置信息獲取模塊：用于從所述的至少兩個圖像數(shù)據(jù)采集裝置采集的圖像 信息中獲取所述接觸點位置信息；
[0010] 導(dǎo)高和拉出值獲取模塊：利用所述接觸點位置信息計算所述接觸點對應(yīng)所述接觸 線的導(dǎo)高和拉出值。
[0011] 進一步地，所述三維信息采集模塊設(shè)于列車車頂，至少兩個所述圖像數(shù)據(jù)采集裝 置朝向所述接觸點的部位設(shè)置。
[0012] 進一步地，所述三維信息采集模塊還包括線光源，所述線光源垂直朝上設(shè)置。
[0013] 進一步地，所述三維信息采集模塊還包括觸發(fā)所述至少兩個圖像數(shù)據(jù)采集裝置同 步采集包含所述接觸點的圖像信息的觸發(fā)控制器，所述觸發(fā)控制器與控制設(shè)備電性連接。
[0014] 進一步地，還包括圖像信息截取模塊，用于從包含接觸點的圖像信息中截取列車 每行進預(yù)設(shè)采集距離時刻的包含接觸點的圖像信息。
[0015] 一種車載接觸網(wǎng)測量方法，其包括以下步驟：
[0016] 獲取接觸線上接觸點；
[0017] 啟動三維信息采集模塊采集所述接觸點位置信息；及，
[0018] 利用所述接觸點位置信息計算所述接觸點對應(yīng)所述接觸線的導(dǎo)高和拉出值。
[0019] 進一步地，所述獲取接觸線上接觸點的步驟中，所述接觸點的形成方式為：
[0020] 線光源與接觸線接觸形成所述接觸點；和/或，
[0021] 受電弓與接觸線接觸形成所述接觸點。
[0022] 進一步地，啟動三維信息采集模塊采集所述接觸點位置信息的步驟包括：
[0023] 根據(jù)列車的運行速度及預(yù)設(shè)采集距離啟動三維信息采集模塊的觸發(fā)信號，觸發(fā)所 述三維信息采集模塊采集所述接觸點位置信息。
[0024] 進一步地，啟動三維信息采集模塊采集所述接觸點位置信息的步驟包括：在列車 運行過程中啟動三維信息采集模塊采集含有接觸點位置信息的圖像信息；從所述圖像信息 中截取出列車每行進預(yù)設(shè)采集距離時刻的所述接觸點位置信息。
[0025] 進一步地，利用所述接觸點位置信息計算所述接觸點對應(yīng)接觸線的導(dǎo)高和拉出值 的步驟包括：
[0026] 標定確定所述三維信息采集模塊的至少兩個圖像坐標系及一個世界坐標系，獲取 至少兩個圖像數(shù)據(jù)采集裝置矩陣；
[0027] 將所述至少兩個圖像數(shù)據(jù)采集裝置矩陣和兩個所述接觸點位置信息分別代入所 述圖像坐標系及世界坐標系轉(zhuǎn)換公式：
【主權(quán)項】
1. 一種車載接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)，其特征在于，包括： =維信息采集模塊：包括從不同位置采集包含接觸線上接觸點的圖像信息的至少兩個 圖像數(shù)據(jù)采集裝置，各所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置在所述接觸線上的成像區(qū)域重合，且各所述 圖像數(shù)據(jù)采集裝置的成像區(qū)域重合后的區(qū)域覆蓋所述接觸點； 接觸點位置信息獲取模塊；用于從所述的至少兩個圖像數(shù)據(jù)采集裝置采集的圖像信息 中獲取所述接觸點位置信息； 導(dǎo)高和拉出值獲取模塊；利用所述接觸點位置信息計算所述接觸點對應(yīng)所述接觸線的 導(dǎo)高和拉出值。
2. 如權(quán)利要求1所述的車載接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)，其特征在于，所述=維信息采集模塊設(shè) 于列車車頂，至少兩個所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置朝向所述接觸點的部位設(shè)置。
3. 如權(quán)利要求2所述的車載接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)，其特征在于，所述=維信息采集模塊還 包括線光源，所述線光源垂直朝上設(shè)置。
4. 如權(quán)利要求1所述的車載接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)，其特征在于，所述=維信息采集模塊還 包括觸發(fā)所述至少兩個圖像數(shù)據(jù)采集裝置同步采集包含所述接觸點的圖像信息的觸發(fā)控 制器，所述觸發(fā)控制器與控制設(shè)備電性連接。
5. 如權(quán)利要求1所述的車載接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括圖像信息截取模塊， 用于從包含接觸點的圖像信息中截取出列車每行進預(yù)設(shè)采集距離時刻的包含接觸點的圖 像f目息。
6. -種車載接觸網(wǎng)測量方法，其特征在于，包括W下步驟： 獲取接觸線上接觸點； 啟動=維信息采集模塊采集所述接觸點位置信息；及， 利用所述接觸點位置信息計算所述接觸點對應(yīng)所述接觸線的導(dǎo)高和拉出值。
7. 如權(quán)利要求6所述的車載接觸網(wǎng)測量方法，其特征在于，所述獲取接觸線上接觸點 的步驟中，所述接觸點的形成方式為： 線光源與接觸線接觸形成所述接觸點；和/或， 受電弓與接觸線接觸形成所述接觸點。
8. 如權(quán)利要求6所述的車載接觸網(wǎng)測量方法，其特征在于，啟動=維信息采集模塊采 集所述接觸點位置信息的步驟包括： 根據(jù)列車的運行速度及預(yù)設(shè)采集距離啟動=維信息采集模塊的觸發(fā)信號，觸發(fā)所述= 維信息采集模塊采集所述接觸點位置信息。
9. 如權(quán)利要求6所述的車載接觸網(wǎng)測量方法，其特征在于，啟動=維信息采集模塊采 集所述接觸點位置信息的步驟包括： 在列車運行過程中啟動=維信息采集模塊采集含有接觸點位置信息的圖像信息； 從所述圖像信息中截取出列車每行進預(yù)設(shè)采集距離時刻的所述接觸點位置信息。
10. 如權(quán)利要求6-9之一所述的車載接觸網(wǎng)測量方法，其特征在于，利用所述接觸點位 置信息計算所述接觸點對應(yīng)接觸線的導(dǎo)高和拉出值的步驟包括： 標定確定所述=維信息采集模塊的至少兩個圖像坐標系及一個世界坐標系，獲取至少 兩個圖像數(shù)據(jù)采集裝置矩陣； 將所述至少兩個圖像數(shù)據(jù)采集裝置矩陣和兩個所述接觸點位置信息分別代入所述圖 像坐標系及世界坐標系轉(zhuǎn)換公式
，得到接觸點的世界坐標值，根據(jù)世界 坐標值求出所述接觸網(wǎng)導(dǎo)高和拉出值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車載接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)及測量方法，其通過在接觸線上形成接觸點，之后啟動三維信息采集模塊的圖像數(shù)據(jù)采集裝置采集所述接觸點的圖像信息，獲取接觸線上接觸點位置，最后，通過接觸點位置信息計算出所述接觸點對應(yīng)所述接觸線的導(dǎo)高和拉出值。本發(fā)明車載接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)及測量方法可以在列車運行時檢測出接觸網(wǎng)的實時工作狀態(tài)，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】CN104848791
【申請?zhí)枴緾N201510202787
【發(fā)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