[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

一種基于單目視覺的接觸網導高和拉出值檢測裝置及方法，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。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。本發明充分利用待測接觸網的直徑信息，只采用一個相機，不需要輔助光源，不涉及復雜的圖像處理方法，結構和算法簡單，操作容易。

技術領域

本發明涉及一種用于電氣化鐵路進行接觸網導高和拉出值參數檢測的裝置和方法，屬于參數檢測技術領域。

背景技術

電氣化鐵路施工和運營維護中，需要對接觸網導高及拉出值參數進行測量。目前鐵路供電維護基層單位和電氣化鐵路施工單位進行接觸網參數測量采用的主要方式有：

(1)借助幾何測量工具的人工測量方式。采用絕緣測桿、線墜、米尺等工具進行測量，外界環境(如風速)影響大，測量精度低，需多人配合，效率低。

(2)基于激光測距技術結合相機瞄準的測量。中國專利文獻ZL200510045433.X公開了《一種基于攝像頭的電氣化鐵路接觸網測量瞄準方法》，使用相機進行目標瞄準、使用激光進行測量的接觸網測量裝置，實施時需要相機光軸與激光軸嚴格同軸，安裝要求高，成本高；

(3)基于兩個固定安裝相機的雙目視覺測量。中國專利文獻CN107560551A公開了一種《接觸網幾何參數檢測方法及系統》，在手推小車上設置用于形成光幕靶的光源和兩個固定的相機，利用兩個相機拍攝光幕靶中接觸線圖片，基于獲取的接觸線的圖片利用三角函數計算接觸線的導高和拉出值。該專利使用了兩個固定的相機且需要設置光源，成本高。

由于接觸網的導高和拉出值對列車的行駛起著至關重要的作用，而現有的測量技術又存在諸多不足，因此亟需一種測量精度高、效率高的測量方法取代現有技術。

發明內容

本發明針對現有電氣化鐵路接觸網的導高及拉出值參數檢測技術存在的不足，提供一種檢測精度高、結構簡單的基于單目視覺的接觸網導高和拉出值檢測裝置，同時提供該裝置的檢測方法。

本發明的基于單目視覺的接觸網導高和拉出值檢測裝置，采用以下技術方案：

該檢測裝置，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。

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。

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端面。

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。

所述單目視覺相機是一個高像素分辨率的定焦相機，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。

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。