[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺的非接觸式幾何參數(shù)檢測系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310033351.8
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103105132A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳洪友;李想;劉華云
• 申請（專利權(quán)）人: 成都唐源電氣有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 徐宏;吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鐵路接觸網(wǎng)檢測系統(tǒng)，特別是涉及一種適用于普速鐵路、高速鐵路、城市軌道交通等電氣化鐵路接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測的檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測主要分為接觸式與基雷達(dá)的非接觸式檢測兩種模式。

接觸網(wǎng)幾何參數(shù)接觸式檢測模式分：接近開關(guān)檢測與壓力換算。

接近開關(guān)檢測，需在受電弓滑條上安裝約63只接近開關(guān)，當(dāng)導(dǎo)線壓住不同的感應(yīng)點(diǎn)時(shí)就發(fā)出不同的信號，將此信號加工處理就能階梯地反應(yīng)出導(dǎo)線相對于受電弓中心的位置。

該方式雖能檢測拉出值，但是存在如下問題：受電弓需安裝60多只傳感器，增加了受電弓重量，破壞了受電弓的物理特性；接近開關(guān)兩兩存在間隙，檢測誤差大；安裝及日常維護(hù)不便；僅能測試?yán)鲋怠⒉荒軈^(qū)分錨段、線岔等接觸網(wǎng)特征點(diǎn)。

壓力換算，依據(jù)壓力傳感器檢測的壓力值，利用杠桿平衡原理換算拉出值，由于四個(gè)壓力檢測值本身存在一定誤差，因而該方式拉出值檢測誤差相當(dāng)大。一般只通過其趨勢輔助判斷其它檢測手段所采用設(shè)備是否正常運(yùn)行。

基于激光雷達(dá)的非接觸式檢測技術(shù)，激光雷達(dá)安裝于檢測車車頂中心受電弓下方，激光雷達(dá)通過連續(xù)發(fā)射激光束的方式對被測物體或背景進(jìn)行二維平面測量。激光雷達(dá)以角分辨率0.25°（0.5°）垂直于車體行進(jìn)方向、以50Hz（25Hz）沿車體行進(jìn)方向?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)二維掃描，得到以安裝平面為橫軸的距離輪廓曲線。該方式較接觸式檢測方式，雖使得檢測精度得到一定的提升，但由于雷達(dá)自身角分辨率及頻率的限制，使得檢測系統(tǒng)存在漏檢，且僅能對目標(biāo)（接觸線）進(jìn)行檢測識別，對目標(biāo)以外的接觸網(wǎng)特征，如錨段、線岔等很難區(qū)分。

面對電氣化鐵路安全要求越來越高的今天，傳統(tǒng)的接觸式幾何參數(shù)檢測技術(shù)及基于激光雷達(dá)的非接觸式檢測技術(shù)其幾何參數(shù)檢測精度已不能滿足檢測需要，更重要的是，現(xiàn)有各類檢測技術(shù)僅能就接觸網(wǎng)簡單幾何參數(shù)及動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行檢測，不能識別接觸網(wǎng)錨段、定位管、分段絕緣器、分相等重要特征，因而存在很大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于機(jī)器視覺的非接觸式幾何參數(shù)檢測系統(tǒng)，主要包括線陣相機(jī)1、嵌入式計(jì)算機(jī)2、測試數(shù)據(jù)補(bǔ)償儀3和中央主機(jī)4，嵌入式計(jì)算機(jī)2將線陣相機(jī)1捕獲的灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并將預(yù)處理結(jié)果傳輸至中央主機(jī)4，中央主機(jī)4接收嵌入式計(jì)算機(jī)2送至的預(yù)處理數(shù)據(jù)并結(jié)合測試數(shù)據(jù)補(bǔ)償儀3的測試分析進(jìn)行綜合分析處理，形成最終結(jié)果并進(jìn)行輸出和實(shí)時(shí)顯示。該系統(tǒng)借助機(jī)器視覺相關(guān)技術(shù)及理論，以連續(xù)、高頻率的測試手段對接觸網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)測試，從而替代傳統(tǒng)接觸式檢測方式及基于激光雷達(dá)的非接觸死檢測方式，提高接觸網(wǎng)檢測精度，同時(shí)借助圖像學(xué)領(lǐng)域相關(guān)理論及手段，能有效提取接觸網(wǎng)定位管、錨段、分相等重要特征，把接觸網(wǎng)的檢測推向了另一高度，為接觸網(wǎng)的運(yùn)營安全提供更可靠的理論指導(dǎo)依據(jù)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種基于機(jī)器視覺的非接觸式幾何參數(shù)檢測系統(tǒng)，包括中央主機(jī)4，其特征在于：

還包括線陣相機(jī)1、安裝支架7、嵌入式計(jì)算機(jī)2；

所述線陣相機(jī)1安裝于安裝支架上7，且與嵌入式計(jì)算機(jī)2相連；

所述嵌入式計(jì)算機(jī)2與中央主機(jī)4相連。

作為優(yōu)選，還包括測試補(bǔ)償儀3，所述測試補(bǔ)償儀3安裝在安裝支架7下方的檢測車上并且與中央主機(jī)4相連。

作為優(yōu)選，所述測試數(shù)據(jù)補(bǔ)償儀3為拉線傳感器或面陣相機(jī)。

作為優(yōu)選，還包括光源照明組6，緊靠線陣相機(jī)1安裝于安裝支架7上。

作為優(yōu)選，還包括濾光片，濾光片安裝于線陣相機(jī)1鏡頭前。

作為優(yōu)選，所述線陣相機(jī)1包含至少兩個(gè)。

作為優(yōu)選，所述光源照明組6為LED線性光源組、大功率激光光源組或高強(qiáng)度聚光燈光源組。

作為優(yōu)選，所述光源照明組6光源照明方向與線陣相機(jī)1檢測方向一致。

作為優(yōu)選，還包括相機(jī)封裝盒5，所述安裝有濾光片的線陣相機(jī)1封裝于相機(jī)封裝盒5內(nèi)。

作為優(yōu)選，還包括光源擋板8，所述光源擋板8安裝在安裝支架上，并相對于線陣相機(jī)1位于相機(jī)照明組6的另一側(cè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、采用光源照明組對線陣相機(jī)進(jìn)行補(bǔ)光，便于目標(biāo)提取及識別；

2、采用濾光片安裝在線陣相機(jī)鏡頭前，可以濾掉部分陽光、線路燈光等環(huán)境光線污染；

3、線陣相機(jī)封裝于相機(jī)封裝盒內(nèi)便于防水防塵等；

4、設(shè)置光源擋板，可以減少光源散射能量，有效利用光源能量；