[發(fā)明專利]一種接觸網(wǎng)幾何參數(shù)連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210093948.0
• 申請(qǐng)日: 2022-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN114509044A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王瑞鋒;占棟;李文寶;耿明;沈昌武;曹偉;王宇翔;許勇;張浩;光振雄;殷勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都唐源電氣股份有限公司;中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01C3/00
• 分類號(hào): G01C3/00;G01B11/14;G01B11/06;G01S17/08
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 王朋飛

本發(fā)明屬于城市軌道交通接觸網(wǎng)檢測(cè)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種接觸網(wǎng)幾何參數(shù)連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)及方法，通過激光雷達(dá)掃描技術(shù)獲取接觸線變化信息，初定位導(dǎo)線位置、通過編碼器計(jì)算出導(dǎo)線初步位置，控制伺服電機(jī)快速運(yùn)動(dòng)到位后控制激光測(cè)距傳感器小角度快速掃描，精確獲取接觸網(wǎng)點(diǎn)云信息，通過模式識(shí)別方法提取接觸線并結(jié)合角度編碼器角度信息，得到接觸網(wǎng)位置信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于城市軌道交通接觸網(wǎng)檢測(cè)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種接觸網(wǎng)幾何參數(shù)連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

接觸網(wǎng)是與城市地下鐵路安全運(yùn)營(yíng)直接相關(guān)的架空設(shè)備，其沿鋼軌上空“之”字形架設(shè)，為受電弓取流提供電力。城市地下基礎(chǔ)設(shè)施沿線環(huán)境十分復(fù)雜，工作環(huán)境惡劣，接觸網(wǎng)沿線架設(shè)且無備用，是整個(gè)牽引供電系統(tǒng)最為薄弱的環(huán)節(jié)。

為適應(yīng)我國(guó)軌道交通提速需求，用于檢修接觸網(wǎng)設(shè)備故障的“天窗”時(shí)間越來越短，這對(duì)接觸網(wǎng)檢修效率提出了更高要求。目前維修工人在“天窗”時(shí)間對(duì)接觸網(wǎng)參數(shù)調(diào)整后，普遍采用手持式接觸網(wǎng)測(cè)量?jī)x進(jìn)行復(fù)核，這種手持式設(shè)備原理是采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的激光測(cè)距的方式測(cè)量接觸線幾何參數(shù)，需要人工進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，一人測(cè)量，一人記錄，而且還不能連續(xù)測(cè)量，自動(dòng)化程度低、測(cè)量過程比較慢，嚴(yán)重影響“天窗”時(shí)間。

目前，接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測(cè)一般包括車載非接觸式檢測(cè)方式和步巡檢測(cè)方式。車載接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)主要包括搭載于車頂?shù)臋z測(cè)設(shè)備和搭載于車底的補(bǔ)償設(shè)備，車載檢測(cè)設(shè)備便攜性與檢測(cè)靈活性不如步巡設(shè)備。現(xiàn)有技術(shù)中公開號(hào)為CN203037214U、公開時(shí)間為2013年7月3日，名稱為“一種便攜式接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)”的中國(guó)實(shí)用新型專利文獻(xiàn)，公開了一種采用基于TOF原理的高頻激光雷達(dá)接觸網(wǎng)幾何參數(shù)步巡檢測(cè)設(shè)備，采用線性回歸算法處理激光雷達(dá)返回的數(shù)據(jù)，連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)量接觸網(wǎng)的幾何參數(shù)。然而，由線性回歸算法處理激光雷達(dá)數(shù)據(jù)測(cè)得的接觸網(wǎng)幾何參數(shù)精度不足。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)復(fù)雜環(huán)境下接觸網(wǎng)幾何參數(shù)難于便攜、連續(xù)、精確測(cè)量問題，本發(fā)明旨在于提供一種通過激光雷達(dá)掃描技術(shù)獲取接觸線變化信息，初定位導(dǎo)線位置、通過編碼器計(jì)算出導(dǎo)線初步位置，控制伺服電機(jī)快速運(yùn)動(dòng)到位后控制激光測(cè)距傳感器小角度快速掃描，精確獲取接觸網(wǎng)點(diǎn)云信息，通過模式識(shí)別方法提取接觸線并結(jié)合角度編碼器角度信息，得到接觸網(wǎng)位置信息。

本發(fā)明提供的一種接觸網(wǎng)幾何參數(shù)連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，包括走行平臺(tái)、幾何參數(shù)連續(xù)測(cè)量模塊和工業(yè)平板電腦；

所述走行平臺(tái)的包括車體和設(shè)置在車體兩端底部的行走輪，且車體兩端底部的行走輪處還分別設(shè)置有用于對(duì)走行平臺(tái)在軌道上進(jìn)行側(cè)邊固定的固定測(cè)量輪和滑動(dòng)測(cè)量輪，所述走行平臺(tái)通過所述兩端底部的行走輪以及所述固定測(cè)量輪和滑動(dòng)測(cè)量輪在軌道上移動(dòng)；

所述幾何參數(shù)連續(xù)測(cè)量模塊，包括通過基座安裝在走行平臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)殼體，所述旋轉(zhuǎn)殼體中固定設(shè)置有用于對(duì)接觸線進(jìn)行精確測(cè)量的激光測(cè)距傳感器，激光測(cè)距傳感器能夠準(zhǔn)確的測(cè)量出與接觸線間的準(zhǔn)確距離，所述旋轉(zhuǎn)殼體通過旋轉(zhuǎn)軸及軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在所述基座中；所述基座上設(shè)置有用于對(duì)接觸線掃描和初定位的激光雷達(dá)，和用于與所述工業(yè)平板電腦連接、負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸及供電通道的連接器，以及用于對(duì)所述旋轉(zhuǎn)殼體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)角度測(cè)量的角度編碼器，即激光雷達(dá)在基座上相對(duì)位置固定設(shè)置，用于對(duì)接觸線位置進(jìn)行初步的定位以便為激光測(cè)距傳感器的準(zhǔn)確測(cè)量提供基礎(chǔ)位置信息，而激光測(cè)距傳感器隨旋轉(zhuǎn)殼體轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整的角度則可以通過所述角度編碼器測(cè)量得到，還設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)殼體以帶動(dòng)所述激光測(cè)距傳感器旋轉(zhuǎn)從而調(diào)整激光發(fā)射角度的伺服電機(jī)，進(jìn)一步的，還包括負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、信號(hào)控制及供電的處理電路板；即，所述幾何參數(shù)連續(xù)測(cè)量模塊和工業(yè)平板電腦隨所述走行平臺(tái)在軌道上移動(dòng)激光雷達(dá)對(duì)接觸線進(jìn)行掃描并完成初定位，然后工業(yè)平板電腦根據(jù)接觸線的初定位信息控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)殼體帶動(dòng)激光測(cè)距傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)朝向接觸線的初定位位置并進(jìn)行激光測(cè)距完成接觸線的距離精確測(cè)量，再結(jié)合所述角度編碼器的角度信息、通過三角函數(shù)計(jì)算得到接觸線水平距離和高度距離，完成對(duì)接觸網(wǎng)幾何參數(shù)的連續(xù)測(cè)量。