[發明專利]基于單目視覺的接觸網導高和拉出值檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201910503882.6
• 申請日: 2019-06-10
• 公開（公告）號: CN110160477A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 楊福廣;阮久宏;國興玉;張鵬
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02;G01B11/02
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 王書剛

1.一種基于單目視覺的接觸網導高和拉出值檢測裝置，其特征是：包括測量車平臺、測距傳感器、相機位置移動平臺、單目視覺相機、控制器和人機界面，相機位置移動平臺安裝在測量車平臺上，單目視覺相機安裝于相機位置移動平臺上，相機位置移動平臺上設置有位移傳感器，相機位置移動平臺、單目視覺相機、測距傳感器、位移傳感器和角度傳感器均與控制器連接，人機界面安裝在測量車平臺上并與控制器連接；

所述測量車平臺，是一個在鐵路軌道上推行的三輪平臺，平臺上端面與左右軌道上端面平行，底部設置有兩個左輪和一個右輪，右輪的安裝軸上設置推動右輪軸向移動的彈簧；兩個左輪前后分布，在左軌道上運行；右輪在右軌道上運行，靠彈簧推力軸向移動，使左輪與右輪與左右軌道的內端面緊密接觸。

2.根據權利要求1所述基于單目視覺的接觸網導高和拉出值檢測裝置，其特征是：所述測距傳感器安裝于測量車平臺下部，用于測量測距傳感器端面到右側軌道內端面的距離。

3.根據權利要求1所述基于單目視覺的接觸網導高和拉出值檢測裝置，其特征是：所述測量車平臺上端面設置有用于相機位置移動平臺左右移動的導軌，導軌平行鐵路軌道的上端面。

4.根據權利要求1所述基于單目視覺的接觸網導高和拉出值檢測裝置，其特征是：所述相機位置移動平臺沿著固定于測量車平臺上面的導軌相對測量車平臺左右平動，左右平動位移大小通過所述位移傳感器測量。

5.根據權利要求1所述基于單目視覺的接觸網導高和拉出值檢測裝置，其特征是：所述單目視覺相機是一個定焦相機，安裝于相機位置移動平臺上部，光軸方向垂直于測量車平臺上面的導軌。

6.根據權利要求1所述基于單目視覺的接觸網導高和拉出值檢測裝置，其特征是：所述控制器采集單目視覺相機、測距傳感器以及相機位置移動平臺位移傳感器的信息，控制相機位移調整平臺移動，計算導高和拉出值。

7.根據權利要求1所述基于單目視覺的接觸網導高和拉出值檢測裝置，其特征是：所述人機界面是觸摸液晶屏，液晶屏在光軸成像位置顯示用于瞄準的十字絲和單目視覺相機的圖像，另外用于顯示拉出值和導高，并接受觸操作人員控制相機位置移動平臺運動的指令。

8.一種權利要求1所述檢測裝置的檢測方法，其特征是：包括以下步驟：

(1)根據單目視覺相機傳感器物理尺寸和單目視覺相機像素數量，確定每像素代表的物理尺寸c；

(2)通過人機界面設置待測線路使用的接觸網的直徑A；

(3)沿軌道推動測量車平臺到待測接觸網下方；

(4)通過測量車平臺前后運動和控制相機移動平臺在測量車上左右移動，使人機顯示界面顯示的用于瞄準十字絲對準接觸網的待測目標點；

(5)控制器根據距離傳感器測量的距離傳感器端面到右側軌道內端面的距離L₃，計算軌距L_g＝L₂+L₃，其中L₂是左側軌道的內端面到距離傳感器的端面的距離；

(6)控制器根據相機位置移動平臺上位移傳感器測得的數據L以及軌距L_g，計算接觸網的拉出值M＝L+L₄-L_g/2，其中L₄是位移傳感器端面到單目相機光軸的距離；

(7)控制器利用接觸網徑向成像后的像素數量n和步驟(1)中獲得的每像素代表的實際尺寸c，計算接觸網徑向成像后的物理尺寸a＝n×c；

(8)利用單目視覺相機的焦距f、步驟(2)獲得的待測接觸網直徑A和步驟(7)獲得的接觸網成像物理尺寸a，計算接觸網上待測量點到相機光心的距離然后計算導高H＝H₁+H₂，H₁是軌道上端面到相機光心的距離；

(9)在人機界面上完成拉出值和導高的顯示。