[發明專利]一種激光雷達接觸網施工同步檢測裝置與方法

在審

• 申請號: 201710334434.9
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN106997048A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 胡安富;李順成;李勇;陳凱;吳榮超
• 申請（專利權）人: 中鐵武漢電氣化局集團第一工程有限公司
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01D21/02
• 代理公司: 武漢明正專利代理事務所(普通合伙)42241
• 代理人: 張伶俐

1.一種激光雷達接觸網施工同步檢測裝置，同步檢測接觸網拉出值、導線高度以及受電弓動態包絡線，對調整完成后的接觸網狀態進行同步檢測，其特征在于：包括信號檢測系統、信號隔離與傳輸系統、數據采集系統、接口系統、數據處理系統、數據記錄與顯示系統以及終端設備；

其中，信號檢測系統，包括傳感器或測量儀等測量裝置，用來測量接觸網的相關參數的原始數據；

信號隔離與傳輸系統，主要用于隔離線路上的高低壓端電氣設備引起的電磁干擾以及信號的傳輸，一般由屏蔽儀、電光轉換裝置和光電轉換裝置組成；

數據采集系統，主要用來接收傳感器或測量儀等測量裝置采集的原始數據，形成預設格式的數據；

接口系統，由多種線纜、接口、轉換裝置組成，可以實現終端設備和外圍設備的連接，用于檢測系統中各硬件設備之間的數據傳輸，從而完成系統間的信息交互；數據處理系統，用于將通過接口系統傳送來的數據進行過濾篩選儲存和處理；數據記錄與顯示系統，用于將處理后的數據在終端設備上顯示。

2.根據權利要求1所述的激光雷達接觸網施工同步檢測裝置，所述接觸網施工同步檢測裝置所檢測的具體參數包括幾何參數以及輔助參數，其中幾何參數具體包括：導線高度、拉出值、導高坡度、定位器坡度、支柱限界、軌道超高、雙支接觸線的高度差、線岔處始觸點位置，輔助參數包括：定位信號、環境溫度、補償、速度等，通過激光雷達掃描儀對上述參數進行無接觸式檢測。

3.根據權利要求1或2所述的激光雷達接觸網施工同步檢測裝置，數據處理系統還包括接觸線拉出值測量模塊，計算方法如下公式所示：

Z＝L cosθ+X_c

其中：Z－拉出值；L－激光雷達中心與被測接觸線的距離；θ－激光雷達和目標點之間的連線與掃描線的夾角；X_c－水平方向的振動補償。

4.根據權利要求1或2所述的激光雷達接觸網施工同步檢測裝置，數據處理系統還包括導線高度測量模塊，計算方法如下公式所示：

H＝hv+Lsinθ+Y_c

其中：L－激光雷達中心與被測接觸線的距離；θ－激光雷達和目標點之間的連線與掃描線的夾角；hv－車頂高度；Y_c－水平與垂直方向的振動補償。

5.根據權利要求1或2所述的激光雷達接觸網施工同步檢測裝置，數據處理系統還包括側面限界測量模塊和線岔始觸點高度差測量模塊；

所述側面限界測量模塊，用激光雷達掃描時能夠掃描到支柱的內側區域，并且掃描出來的輪廓內緣為近似垂線的距離即為支柱到激光雷達中心的距離，再求出激光雷達與軌面中心線的距離就可以得出側面限界的值；

所述線岔始觸點高度差測量模塊，用于計算兩根均位于受電弓上方的接觸線的高度差。

6.一種利用權利要求1所述激光雷達接觸網施工同步檢測裝置實現的激光雷達接觸網施工同步檢測方法，其特征在于：

步驟S11：在開始數據通信前，由上位機向檢測裝置發送檢測信號，如果收到的返回值表示設備正常，則執行步驟S12，如果收到的返回值表示設備不正常，則執行步驟S13；

步驟S12：激光雷達檢測裝置開始循環檢測，并將檢測數據發送給上位機實時顯示在顯示裝置上，包括角度、距離和坐標數據；

步驟S13：返回檢測設備異常。

7.根據權利要求6所述的方法，在所述步驟S12中，通過激光雷達檢測裝置進行掃描后，能夠實現對接觸網輪廓的掃描，并通過顯示裝置顯示所述接觸網輪廓；同時，利用激光雷達的掃描功能，將掃描到的接觸線的數據進行簡單的計算就能夠實現對接觸線的導高、拉出值的快速準確檢測。

8.根據權利要求6所述的方法，所述導線高度的計算方式如下：

H＝hv+L sinθ+Y_c

其中：L－激光雷達中心與被測接觸線的距離；θ－激光雷達和目標點之間的連線與掃描線的夾角；hv－車頂高度；Y_c－水平與垂直方向的振動補償。

9.根據權利要求6所述的方法，所述拉出值的計算公式如下：

Z＝L cosθ+X_c

其中：Z－拉出值；L－激光雷達中心與被測接觸線的距離；θ－激光雷達和目標點之間的連線與掃描線的夾角；X_c－水平方向的振動補償。

10.一種接觸網施工同步檢測系統，其特征在于：包括LMS掃描模塊、LMS信號處理機模塊、前置機模塊、主機模塊，該套檢測系統配置在檢測作業車上，利用所述檢測作業車完成接觸網施工幾何參數的檢測；

所述LMS掃描模塊和所述LMS信號處理機模塊通過有線或無線連接；所述前置機模塊置于所述作業車箱底部，包括速度傳感器、補償傳感器、溫度傳感器以及與每個傳感器對應的信號調理器；所述信號調理器和所述檢測主機模塊連接；所述檢測主機通過交換機與所述LMS信號處理機連接；

所述幾何參數具體包括：導線高度、拉出值、導高坡度、定位器坡度、支柱限界、軌道超高、雙支接觸線的高度差、線岔處始觸點位置。