一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置及方法，涉及有軌電車(chē)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，包括測(cè)量小車(chē)，測(cè)量小車(chē)包括一個(gè)T型的車(chē)架和三個(gè)輪子，輪子分別設(shè)于車(chē)架三個(gè)端點(diǎn)處；車(chē)架上設(shè)有一水平傳感器和一軌距傳感器；成像識(shí)別裝置，成像識(shí)別裝置設(shè)于車(chē)架上，成像識(shí)別裝置用于采集圖像并識(shí)別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置；激光測(cè)量裝置，激光測(cè)量裝置設(shè)于車(chē)架上，激光測(cè)量裝置包括一旋轉(zhuǎn)中心，激光測(cè)量裝置用于測(cè)量接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心的距離以及激光測(cè)量裝置的激光與車(chē)架平面的夾角；伺服跟蹤裝置，伺服跟蹤裝置與激光測(cè)量裝置相連接，伺服跟蹤裝置驅(qū)動(dòng)激光測(cè)量裝置繞旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明可以連續(xù)自動(dòng)跟蹤測(cè)量接觸網(wǎng)的各項(xiàng)參數(shù)。
【專利說(shuō)明】
一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及有軌電車(chē)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電氣化鐵路特別是高速電力機(jī)車(chē)大量普及運(yùn)用，鐵路部門(mén)對(duì)行車(chē)線路的檢測(cè)維護(hù)精度要求越來(lái)越高，速度越來(lái)越快。接觸網(wǎng)是行車(chē)線路的重要組成部分。接觸網(wǎng)俗稱電辮，它搭接在電氣鐵路供電線路上，向整個(gè)電力機(jī)車(chē)牽引系統(tǒng)和列車(chē)附屬設(shè)備延伸出許多接觸網(wǎng)導(dǎo)線，用以向列車(chē)供電。所以，它的重要性不言而譽(yù)。由于它涉及運(yùn)動(dòng)，材料，高壓電力等多項(xiàng)因素，它的應(yīng)用與研究在世界一直處于前緣領(lǐng)域。它在空間架設(shè)的幾何參數(shù)影響著列車(chē)的行車(chē)安全和接觸網(wǎng)的使用壽命。接觸網(wǎng)的空間幾何參數(shù)如:導(dǎo)高，拉出值等參數(shù)檢測(cè)變得尤為重要。目前鐵道部引進(jìn)了法國(guó)高速列車(chē)上的非接觸高速激光軌檢系統(tǒng)，但這種系統(tǒng)可用于鐵路局對(duì)接觸網(wǎng)的宏觀監(jiān)測(cè)，不能滿足鐵路維護(hù)部門(mén)的現(xiàn)場(chǎng)檢修。鐵路維護(hù)部門(mén)現(xiàn)有的檢測(cè)辦法主要是接觸式檢測(cè)。用一個(gè)絕緣桿掛到接觸網(wǎng)導(dǎo)線上，然后用尺子測(cè)量。這種辦法測(cè)量誤差大、參數(shù)少，且受天氣影響大，在有風(fēng)、雨、霧時(shí)都不宜檢測(cè)。常用的接觸網(wǎng)測(cè)量?jī)x，手動(dòng)操作，人工目苗點(diǎn)，不能連續(xù)測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置及方法，可以連續(xù)自動(dòng)跟蹤測(cè)量。
[0004]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置，包括:
[0005]測(cè)量小車(chē)，所述測(cè)量小車(chē)包括一個(gè)T型的車(chē)架和三個(gè)輪子，所述輪子分別設(shè)于車(chē)架三個(gè)端點(diǎn)處;所述車(chē)架上設(shè)有一水平傳感器和一軌距傳感器；
[0006]成像識(shí)別裝置，所述成像識(shí)別裝置設(shè)于所述車(chē)架上，所述成像識(shí)別裝置用于采集圖像并識(shí)別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置；
[0007]激光測(cè)量裝置，所述激光測(cè)量裝置設(shè)于所述車(chē)架上，所述激光測(cè)量裝置包括一旋轉(zhuǎn)中心，所述激光測(cè)量裝置用于測(cè)量接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心的距離以及所述激光測(cè)量裝置的激光與所述車(chē)架平面的夾角；
[0008]伺服跟蹤裝置，所述伺服跟蹤裝置與所述激光測(cè)量裝置相連接，所述伺服跟蹤裝置驅(qū)動(dòng)所述激光測(cè)量裝置繞所述旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述成像識(shí)別裝置包括一光電成像部件和一圖像識(shí)別部件。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述激光測(cè)量裝置包括一激光測(cè)距部件和一光柵側(cè)角部件。
[0011 ]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述輪子上還設(shè)有一里程傳感器。
[0012]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述車(chē)架上設(shè)有一推桿。
[0013]本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于所述裝置的激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法，包括以下步驟:
[0014]SI，將所述測(cè)量小車(chē)在軌道上推行，使用所述成像識(shí)別裝置采集圖像并識(shí)別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置；
[0015]S2，使用所述伺服跟蹤裝置驅(qū)動(dòng)所述激光測(cè)量裝置繞所述旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線；應(yīng)改為:使用所述伺服跟蹤裝置驅(qū)動(dòng)是將采集數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)算法(目標(biāo)測(cè)量、目標(biāo)檢測(cè)、圖像識(shí)別、圖像修正算法等)，控制所述激光測(cè)量裝置繞所述旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線；
[0016]S3，使用所述激光測(cè)量裝置測(cè)量接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心的距離以及所述激光測(cè)量裝置的激光與所述車(chē)架平面的夾角；
[0017]S4，使用所述水平傳感器測(cè)量車(chē)架平面相對(duì)于水平面的傾斜角度；
[0018]S5，使用所述軌距傳感器測(cè)量鋼軌軌距；
[0019]S6，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算得出接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對(duì)于鋼軌的各項(xiàng)參數(shù)，結(jié)束。
[0020]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述各項(xiàng)參數(shù)包括超高，導(dǎo)高和拉出值，所述超高即兩鋼軌高度差，所述導(dǎo)高即接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對(duì)于鋼軌平面的高度，所述拉出值即接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對(duì)于鋼軌頂面的投影距離與所述鋼軌中信息的距離。
[0021]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述超高的計(jì)算方法是:超高=(d+鋼軌寬度).sin;其中，d為鋼軌軌距，A為車(chē)架平面相對(duì)于水平面的傾斜角度。
[0022]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述導(dǎo)高的計(jì)算方法是:導(dǎo)高=h+m.sin，其中，h為旋轉(zhuǎn)中心相對(duì)于車(chē)架平面的高度，m為接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心的距離，B激光測(cè)量裝置的激光與所述車(chē)架平面的夾角。
[0023]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述拉出值的計(jì)算方法是:拉出值=P+m.cos-d/2，其中，P為旋轉(zhuǎn)中心在車(chē)架上的投影到車(chē)架較低一端的距離。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0025]1、采用成像識(shí)別裝置采集圖像并識(shí)別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置后，使用所述伺服跟蹤裝置驅(qū)動(dòng)所述激光測(cè)量裝置繞所述旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤測(cè)量。
[0026]2、所有測(cè)量裝置設(shè)于測(cè)量小車(chē)上，測(cè)量小車(chē)可沿鋼軌推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)檢測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法的流程示意圖。
[0030]圖中:1-測(cè)量小車(chē)，11-車(chē)架，12-輪子，13-水平傳感器，14-軌距傳感器，15-里程傳感器，16-推桿，2-成像識(shí)別裝置，21-光電成像部件，22-圖像識(shí)別部件，3-激光測(cè)量裝置，31-激光測(cè)距部件，32-光柵側(cè)角部件，33-旋轉(zhuǎn)中心，4-伺服跟蹤裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0032]參見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置，包括:測(cè)量小車(chē)I，測(cè)量小車(chē)I包括一個(gè)T型的車(chē)架11和三個(gè)輪子12，輪子12分別設(shè)于車(chē)架11三個(gè)端點(diǎn)處;車(chē)架11上設(shè)有一水平傳感器13和一軌距傳感器14;成像識(shí)別裝置2，成像識(shí)別裝置2設(shè)于車(chē)架11上，成像識(shí)別裝置2用于采集圖像并識(shí)別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置;激光測(cè)量裝置3，激光測(cè)量裝置3設(shè)于車(chē)架11上，激光測(cè)量裝置3包括一旋轉(zhuǎn)中心33，激光測(cè)量裝置3用于測(cè)量接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心33的距離以及激光測(cè)量裝置3的激光與車(chē)架11平面的夾角；伺服跟蹤裝置4，伺服跟蹤裝置4與激光測(cè)量裝置3相連接，伺服跟蹤裝置4驅(qū)動(dòng)激光測(cè)量裝置3繞旋轉(zhuǎn)中心33轉(zhuǎn)動(dòng)。參見(jiàn)圖2所示，成像識(shí)別裝置2包括一光電成像部件21和一圖像識(shí)別部件22。激光測(cè)量裝置3包括一激光測(cè)距部件31和一光柵側(cè)角部件32。輪子12上還設(shè)有一里程傳感器15，可用于記錄測(cè)量小車(chē)I推行的距離。車(chē)架11上設(shè)有一推桿16。推桿16用于推動(dòng)測(cè)量小車(chē)I沿鋼軌行走。本發(fā)明采用成像識(shí)別裝置2采集圖像并識(shí)別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置后，使用伺服跟蹤裝置4驅(qū)動(dòng)激光測(cè)量裝置3繞旋轉(zhuǎn)中心33轉(zhuǎn)動(dòng)至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤測(cè)量，并保留傳統(tǒng)測(cè)量的基本功能:導(dǎo)高、拉出值、超高、限界、錨段關(guān)節(jié)、線岔、500處高差、支柱紅線、承力索與接觸線、支柱斜率等接觸網(wǎng)幾何參數(shù)測(cè)量功能。所有測(cè)量裝置設(shè)于測(cè)量小車(chē)I上，測(cè)量小車(chē)I可沿鋼軌推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)檢測(cè)。
[0033]參見(jiàn)圖3所示，本發(fā)明還公開(kāi)了一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法，包括以下步驟:
[0034]SI，將測(cè)量小車(chē)I在軌道上推行，使用成像識(shí)別裝置2采集圖像并識(shí)別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置；
[0035]S2，使用伺服跟蹤裝置4驅(qū)動(dòng)激光測(cè)量裝置3繞旋轉(zhuǎn)中心33轉(zhuǎn)動(dòng)至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線;使用伺服跟蹤裝置4驅(qū)動(dòng)激光測(cè)量裝置3繞旋轉(zhuǎn)中心33轉(zhuǎn)動(dòng)至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線，是指將采集的接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)算法(目標(biāo)測(cè)量、目標(biāo)檢測(cè)、圖像識(shí)別、圖像修正算法等)，得出偏轉(zhuǎn)角度，然后控制激光測(cè)量裝置3繞所述旋轉(zhuǎn)中心33轉(zhuǎn)動(dòng)至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線；
[0036]S3，使用激光測(cè)量裝置3測(cè)量接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心33的距離以及激光測(cè)量裝置3的激光與車(chē)架11平面的夾角；
[0037]S4，使用水平傳感器13測(cè)量車(chē)架11平面相對(duì)于水平面的傾斜角度；
[0038]S5，使用軌距傳感器14測(cè)量鋼軌軌距；
[0039]S6，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算得出接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對(duì)于鋼軌的各項(xiàng)參數(shù)，結(jié)束。各項(xiàng)參數(shù)包括超高，導(dǎo)高和拉出值。
[0040]超高即兩鋼軌高度差，其計(jì)算方法是:
[0041]超高=(d+鋼軌寬度).sin(A);其中，d為鋼軌軌距，A為車(chē)架11平面相對(duì)于水平面的傾斜角度。
[0042]導(dǎo)高即接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對(duì)于鋼軌平面的高度，其計(jì)算方法是:
[0043]導(dǎo)高=h+m.sin(B)，其中，h為旋轉(zhuǎn)中心33相對(duì)于車(chē)架11平面的高度，m為接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心33的距離，B激光測(cè)量裝置3的激光與車(chē)架11平面的夾角。
[0044]拉出值即接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對(duì)于鋼軌頂面的投影距離與鋼軌中信息的距離，其計(jì)算方法是:
[0045]拉出值= P+m.cos(B)_d/2，其中，P為旋轉(zhuǎn)中心33在車(chē)架11上的投影到車(chē)架11較低一端的距離。
[0046]本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置，其特征在于，包括: 測(cè)量小車(chē)(I)，所述測(cè)量小車(chē)(I)包括一個(gè)T型的車(chē)架(11)和三個(gè)輪子(12)，所述輪子(12)分別設(shè)于車(chē)架(11)三個(gè)端點(diǎn)處;所述車(chē)架(11)上設(shè)有一水平傳感器(13)和一軌距傳感器(14)； 成像識(shí)別裝置(2)，所述成像識(shí)別裝置(2)設(shè)于所述車(chē)架(11)上，所述成像識(shí)別裝置(2)用于采集圖像并識(shí)別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置； 激光測(cè)量裝置(3)，所述激光測(cè)量裝置(3)設(shè)于所述車(chē)架(11)上，所述激光測(cè)量裝置(3)包括一旋轉(zhuǎn)中心(33)，所述激光測(cè)量裝置(3)用于測(cè)量接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心(33)的距離以及所述激光測(cè)量裝置(3)的激光與所述車(chē)架(11)平面的夾角； 伺服跟蹤裝置(4)，所述伺服跟蹤裝置(4)與所述激光測(cè)量裝置(3)相連接，所述伺服跟蹤裝置(4)驅(qū)動(dòng)所述激光測(cè)量裝置(3)繞所述旋轉(zhuǎn)中心(33)轉(zhuǎn)動(dòng)。2.如權(quán)利要求1所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置，其特征在于:所述成像識(shí)別裝置(2)包括一光電成像部件(21)和一圖像識(shí)別部件(22)。3.如權(quán)利要求1所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置，其特征在于:所述激光測(cè)量裝置(3)包括一激光測(cè)距部件(31)和一光柵側(cè)角部件(32)。4.如權(quán)利要求1所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置，其特征在于:所述輪子(12)上還設(shè)有一里程傳感器(15)。5.如權(quán)利要求1所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢裝置，其特征在于:所述車(chē)架(11)上設(shè)有一推桿(16)。6.—種基于權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的裝置的激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法，其特征在于，包括以下步驟: SI，將所述測(cè)量小車(chē)(I)在軌道上推行，使用所述成像識(shí)別裝置(2)采集圖像并識(shí)別接觸網(wǎng)導(dǎo)線的位置； S2，使用所述伺服跟蹤裝置(4)驅(qū)動(dòng)所述激光測(cè)量裝置(3)繞所述旋轉(zhuǎn)中心(33)轉(zhuǎn)動(dòng)至激光瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線； S3，使用所述激光測(cè)量裝置(3)測(cè)量接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心(33)的距離以及所述激光測(cè)量裝置(3)的激光與所述車(chē)架(11)平面的夾角； S4，使用所述水平傳感器(13)測(cè)量車(chē)架(11)平面相對(duì)于水平面的傾斜角度； S5，使用所述軌距傳感器(14)測(cè)量鋼軌軌距； S6，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算得出接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對(duì)于鋼軌的各項(xiàng)參數(shù)，結(jié)束。7.如權(quán)利要求6所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法，其特征在于:所述各項(xiàng)參數(shù)包括超高，導(dǎo)高和拉出值，所述超高即兩鋼軌高度差，所述導(dǎo)高即接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對(duì)于鋼軌平面的高度，所述拉出值即接觸網(wǎng)導(dǎo)線相對(duì)于鋼軌頂面的投影距離與所述鋼軌中信息的距離。8.如權(quán)利要求6所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法，其特征在于:所述超高的計(jì)算方法是: 超高= (d+鋼軌寬度).sin(A);其中，d為鋼軌軌距，A為車(chē)架(11)平面相對(duì)于水平面的傾斜角度。9.如權(quán)利要求6所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法，其特征在于:所述導(dǎo)高的計(jì)算方法是: 導(dǎo)高= h+m.sin(B)，其中，h為旋轉(zhuǎn)中心(33)相對(duì)于車(chē)架(11)平面的高度，m為接觸網(wǎng)導(dǎo)線到旋轉(zhuǎn)中心(33)的距離，B激光測(cè)量裝置(3)的激光與所述車(chē)架(11)平面的夾角。10.如權(quán)利要求6所述的一種激光接觸網(wǎng)導(dǎo)線巡檢方法，其特征在于:所述拉出值的計(jì)算方法是: 拉出值= P+m.cos(B)-d/2，其中，P為旋轉(zhuǎn)中心(33)在車(chē)架(11)上的投影到車(chē)架(11)較低一端的距離。
【文檔編號(hào)】G01C9/00GK106042983SQ201610630272
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月3日
【發(fā)明人】李育冰, 孟敏虎, 韓蘭貴, 張裔, 閆玉池, 曹青, 韓孟, 張輝
【申請(qǐng)人】中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司