本發(fā)明涉及一種施工同步檢測(cè)裝置與方法，尤其是一種激光雷達(dá)接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)裝置與方法。

背景技術(shù)：

在接觸網(wǎng)系統(tǒng)中，通常利用接觸網(wǎng)的幾何參數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)兩類參數(shù)來評(píng)估接觸懸掛在電氣化鐵道的受流質(zhì)量。一般把接觸線高度、拉出值、線岔位置、支柱位置、側(cè)面界限、雙支高度差等劃分為幾何參數(shù)；把硬點(diǎn)、接觸壓力、離線率等劃分為動(dòng)力學(xué)參數(shù)。通常檢測(cè)幾何參數(shù)為重中之重，同時(shí)也會(huì)對(duì)一些輔助參數(shù)：如定位信號(hào)、環(huán)境溫度、補(bǔ)償?shù)冗M(jìn)行檢測(cè)。

目前，國內(nèi)鐵道接觸網(wǎng)的狀態(tài)檢測(cè)基本是在全線施工完成后，集中使用接觸網(wǎng)專用檢測(cè)車對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行冷滑、熱滑及動(dòng)態(tài)檢測(cè)，通過檢測(cè)車檢測(cè)發(fā)現(xiàn)竣工后接觸網(wǎng)施工存在的問題。

在既有接觸網(wǎng)改造施工中，主要通過激光測(cè)量儀等測(cè)量設(shè)備對(duì)改造后的接觸網(wǎng)狀態(tài)及各部位參數(shù)進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量，并通過分析測(cè)量數(shù)據(jù)，判斷改造后接觸網(wǎng)的狀態(tài)是否滿足列車運(yùn)行條件。

但是上述方法都是施工后對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行檢測(cè)，無法實(shí)現(xiàn)施工和檢測(cè)的同步，容易導(dǎo)致施工質(zhì)量不合格的二次改造。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種激光雷達(dá)接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)裝置及方法。

一種激光雷達(dá)接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)裝置，同步檢測(cè)接觸網(wǎng)拉出值、導(dǎo)線高度以及受電弓動(dòng)態(tài)包絡(luò)線，對(duì)調(diào)整完成后的接觸網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行同步檢測(cè)，其特征在于：包括信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)隔離與傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、接口系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄與顯示系統(tǒng)以及終端設(shè)備；

其中，信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，包括傳感器或測(cè)量儀等測(cè)量裝置，用來測(cè)量接觸網(wǎng)的相關(guān)參數(shù)的原始數(shù)據(jù)；

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

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要用來接收傳感器或測(cè)量儀等測(cè)量裝置采集的原始數(shù)據(jù)，形成預(yù)設(shè)格式的數(shù)據(jù)；

接口系統(tǒng)，由多種線纜、接口、轉(zhuǎn)換裝置組成，可以實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備和外圍設(shè)備的連接，用于檢測(cè)系統(tǒng)中各硬件設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，從而完成系統(tǒng)間的信息交互；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于將通過接口系統(tǒng)傳送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾篩選儲(chǔ)存和處理；數(shù)據(jù)記錄與顯示系統(tǒng)，用于將處理后的數(shù)據(jù)在終端設(shè)備上顯示。

所述接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)裝置所檢測(cè)的具體參數(shù)包括幾何參數(shù)以及輔助參數(shù)，其中幾何參數(shù)具體包括：導(dǎo)線高度、拉出值、導(dǎo)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(diǎn)位置，輔助參數(shù)包括：定位信號(hào)、環(huán)境溫度、補(bǔ)償、速度等，通過激光雷達(dá)掃描儀對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行無接觸式檢測(cè)。進(jìn)一步，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括接觸線拉出值測(cè)量模塊，計(jì)算方法如下公式所示：

z＝lcosθ+xc

其中：z－拉出值；l－激光雷達(dá)中心與被測(cè)接觸線的距離；θ－激光雷達(dá)和目標(biāo)點(diǎn)之間的連線與掃描線的夾角；xc－水平方向的振動(dòng)補(bǔ)償。

進(jìn)一步，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括導(dǎo)線高度測(cè)量模塊，計(jì)算方法如下公式所示：

h＝hv+lsinθ+yc

其中：l－激光雷達(dá)中心與被測(cè)接觸線的距離；θ－激光雷達(dá)和目標(biāo)點(diǎn)之間的連線與掃描線的夾角；hv－車頂高度；yc－水平與垂直方向的振動(dòng)補(bǔ)償。

進(jìn)一步，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括側(cè)面限界測(cè)量模塊和線岔始觸點(diǎn)高度差測(cè)量模塊；所述側(cè)面限界測(cè)量模塊，用激光雷達(dá)掃描時(shí)能夠掃描到支柱的內(nèi)側(cè)區(qū)域，并且掃描出來的輪廓內(nèi)緣為近似垂線的距離即為支柱到激光雷達(dá)中心的距離，再求出激光雷達(dá)與軌面中心線的距離就可以得出側(cè)面限界的值；所述線岔始觸點(diǎn)高度差測(cè)量模塊，用于計(jì)算兩根均位于受電弓上方的接觸線的高度差。

一種利用激光雷達(dá)接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)的激光雷達(dá)接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟s11：在開始數(shù)據(jù)通信前，由上位機(jī)向檢測(cè)裝置發(fā)送檢測(cè)信號(hào)，如果收到的返回值表示設(shè)備正常，則執(zhí)行步驟s12，如果收到的返回值表示設(shè)備不正常，則執(zhí)行步驟s13；

步驟s12：激光雷達(dá)檢測(cè)裝置開始循環(huán)檢測(cè)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示在顯示裝置上，包括角度、距離和坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

步驟s13：返回檢測(cè)設(shè)備異常。

在所述步驟s12中，通過激光雷達(dá)檢測(cè)裝置進(jìn)行掃描后，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)接觸網(wǎng)輪廓的掃描，并通過顯示裝置顯示所述接觸網(wǎng)輪廓；同時(shí)，利用激光雷達(dá)的掃描功能，將掃描到的接觸線的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的計(jì)算就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)接觸線的導(dǎo)高、拉出值的快速準(zhǔn)確檢測(cè)。

所述導(dǎo)線高度的計(jì)算方式如下：

h＝hv+lsinθ+yc

其中：l－激光雷達(dá)中心與被測(cè)接觸線的距離；θ－激光雷達(dá)和目標(biāo)點(diǎn)之間的連線與掃描線的夾角；hv－車頂高度；yc－水平與垂直方向的振動(dòng)補(bǔ)償。

所述拉出值的計(jì)算公式如下：

z＝lcosθ+xc

其中：z－拉出值；l－激光雷達(dá)中心與被測(cè)接觸線的距離；θ－激光雷達(dá)和目標(biāo)點(diǎn)之間的連線與掃描線的夾角；xc－水平方向的振動(dòng)補(bǔ)償。

另外，本發(fā)明還對(duì)接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及其連接進(jìn)行具體描述，同時(shí)也描述了利用所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的lms激光檢測(cè)儀數(shù)據(jù)的接收、解析以及處理的方法。

一種接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括lms掃描模塊、lms信號(hào)處理機(jī)模塊、前置機(jī)模塊、主機(jī)模塊，該套檢測(cè)系統(tǒng)配置在檢測(cè)作業(yè)車上，利用所述檢測(cè)作業(yè)車完成接觸網(wǎng)施工幾何參數(shù)的檢測(cè)；

所述lms掃描模塊和所述lms信號(hào)處理機(jī)模塊通過有線或無線連接；所述前置機(jī)模塊置于所述作業(yè)車箱底部，包括速度傳感器、補(bǔ)償傳感器、溫度傳感器以及與每個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)的信號(hào)調(diào)理器；所述信號(hào)調(diào)理器和所述檢測(cè)主機(jī)模塊連接；所述檢測(cè)主機(jī)通過交換機(jī)與所述lms信號(hào)處理機(jī)連接。

所述幾何參數(shù)具體包括：導(dǎo)線高度、拉出值、導(dǎo)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(diǎn)位置。

通過本發(fā)明的激光雷達(dá)接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)裝置與方法，能跟隨施工對(duì)接觸網(wǎng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，滿足對(duì)調(diào)整完成后的接觸網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行同步動(dòng)態(tài)檢測(cè)的目的，減少重復(fù)施工，可以大量節(jié)約長期成本，不增加額外負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)的施工與檢測(cè)同步。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明激光雷達(dá)接觸網(wǎng)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)系統(tǒng)硬件連接示意圖；

圖3為本發(fā)明激光檢測(cè)儀的數(shù)據(jù)的接收、解析以及處理方法流程圖；

圖4為本發(fā)明激光雷達(dá)接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含有相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“或/和”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

涉及接觸網(wǎng)的主要參數(shù)包括導(dǎo)線高度、拉出值、側(cè)面限界和岔始觸點(diǎn)高度差。根據(jù)鐵路部門定義：接觸線最大弛度下與軌平面的垂直距離作為導(dǎo)線高度；接觸線定位點(diǎn)處至受電弓中心線的沿軌面連線距離稱為拉出值；側(cè)面限界是指軌面處支柱內(nèi)側(cè)到線路中心的水平距離。

導(dǎo)線高度測(cè)量在接觸網(wǎng)中的重要性毋庸置疑。接觸線上無運(yùn)行機(jī)車時(shí)測(cè)量接觸線高度可作為工程和維修單位維護(hù)和維修的技術(shù)參數(shù)。同時(shí)，為了給研究懸掛的質(zhì)量、弓網(wǎng)關(guān)系以及受流狀況提供對(duì)比資料可以通過接觸線上有無運(yùn)行機(jī)車時(shí)測(cè)量接觸線高度。從接觸網(wǎng)弓網(wǎng)幾何關(guān)系角度來說，機(jī)車車頂高度與受電弓的最小有效工作高度決定了接觸線的最低高度。從運(yùn)營角度來說，線路運(yùn)營性質(zhì)決定了接觸線最低高度。對(duì)于客貨混運(yùn)線路和貨運(yùn)線路，運(yùn)輸貨物的尺寸、最小安全絕緣間隙、列車上下振動(dòng)幅度決定了接觸線最低高度。電氣化鐵道一般規(guī)定：區(qū)間和站場(chǎng)接觸網(wǎng)的高度要一致。接觸線最低懸掛高度大于等于5300mm；接觸線最低高度大于等于5150mm。對(duì)于如今的高速客專接觸網(wǎng)，接觸網(wǎng)要有更高的要求，其接觸線高度變化率控制在0.1％以下。接觸線高度必須要嚴(yán)格要求，特別在高鐵上。有細(xì)微的差別都可能會(huì)引起不能想象的事故，給機(jī)車運(yùn)營帶來安全隱患。同時(shí)，架設(shè)接觸線時(shí)，把它架成之字型是為了讓受電弓碳滑板與接觸線摩擦在不同的部位，從而可以讓它的各個(gè)部分都利用上，避免了局部過分摩擦，從而讓它可以使用的更久。接觸線拉出值的設(shè)置對(duì)機(jī)車的運(yùn)營具有很大影響得，如果設(shè)置得過小，則會(huì)使導(dǎo)線在受電弓滑板有效工作范圍內(nèi)上不能均勻地摩擦，造成局部摩擦，容易讓受電弓受磨不均勻，且用的時(shí)間也短，需要經(jīng)常更換，造成維修成本變大。反之，拉出值設(shè)置過大，就可能在某些部位由于超出受電弓的有效工作范圍而容易發(fā)生脫弓事故。為了讓機(jī)車運(yùn)行的更加合理，并能增加受電弓使用時(shí)間，要頻繁檢測(cè)拉出值的大小及變化率。

如圖1所示，為本發(fā)明激光雷達(dá)接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)裝置，能夠在施工時(shí)，同步檢測(cè)接觸網(wǎng)拉出值、導(dǎo)線高度以及受電弓動(dòng)態(tài)包絡(luò)線，對(duì)調(diào)整完成后的接觸網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行同步檢測(cè)，尤其針對(duì)既有線路接觸網(wǎng)改造工程。

所述激光雷達(dá)接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)裝置包括：信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)隔離與傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、接口系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記錄與顯示系統(tǒng)以及終端設(shè)備。

其中，信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，包括傳感器或測(cè)量儀等測(cè)量裝置，用來測(cè)量接觸網(wǎng)的相關(guān)參數(shù)的原始數(shù)據(jù)；

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

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要用來接收傳感器或測(cè)量儀等測(cè)量裝置采集的原始數(shù)據(jù)，形成預(yù)設(shè)格式的數(shù)據(jù)；

接口系統(tǒng)，由多種線纜、接口、轉(zhuǎn)換裝置組成，可以實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備和外圍設(shè)備的連接，用于檢測(cè)系統(tǒng)中各硬件設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，從而完成系統(tǒng)間的信息交互；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于將通過接口系統(tǒng)傳送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾篩選儲(chǔ)存和處理；數(shù)據(jù)記錄與顯示系統(tǒng)，用于將處理后的數(shù)據(jù)在終端設(shè)備上顯示。

具體地，所述接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)裝置所檢測(cè)的具體參數(shù)包括幾何參數(shù)以及輔助參數(shù)，其中幾何參數(shù)具體包括：導(dǎo)線高度、拉出值、導(dǎo)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(diǎn)位置，輔助參數(shù)包括：定位信號(hào)、環(huán)境溫度、補(bǔ)償、速度等，通過激光雷達(dá)掃描儀對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行無接觸式檢測(cè)。

具體地，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括接觸線拉出值測(cè)量模塊，計(jì)算方法如公式(1)所示：

z＝lcosθ+xc(1)

其中：z－拉出值；l－激光雷達(dá)中心與被測(cè)接觸線的距離；θ－激光雷達(dá)和目標(biāo)點(diǎn)之間的連線與掃描線的夾角；xc－水平方向的振動(dòng)補(bǔ)償。

具體地，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括導(dǎo)線高度測(cè)量模塊，計(jì)算方法如公式(2)所示：

h＝hv+lcosθ+yc(2)

其中：l－激光雷達(dá)中心與被測(cè)接觸線的距離；θ－激光雷達(dá)和目標(biāo)點(diǎn)之間的連線與掃描線的夾角；hv－車頂高度；yc－水平與垂直方向的振動(dòng)補(bǔ)償。

具體地，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括側(cè)面限界測(cè)量模塊，用激光雷達(dá)掃描時(shí)能夠掃描到支柱的內(nèi)側(cè)區(qū)域，并且掃描出來的輪廓內(nèi)緣為近似垂線的距離即為支柱到激光雷達(dá)中心的距離，再求出激光雷達(dá)與軌面中心線的距離就可以得出側(cè)面限界的值。

具體地，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括線岔始觸點(diǎn)高度差測(cè)量模塊，用于計(jì)算兩根均位于受電弓上方的接觸線的高度差。在鐵路上，特別是在站場(chǎng)區(qū)段，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)多股道交匯的路線，這樣就會(huì)形成鐵路上所謂的道岔，而線岔是指道岔上方接觸線交叉的部分。為了確保機(jī)車受電弓能夠從一懸掛安全平滑地過渡到另一懸掛，以致達(dá)到轉(zhuǎn)換線路的目的，其中線岔起著非常重要的作用。一定長度的碳滑板構(gòu)成受電弓的基本結(jié)構(gòu)。受電弓起到將接觸網(wǎng)提供的電能傳遞給列車的電動(dòng)機(jī)促使機(jī)車運(yùn)行的連接作用。當(dāng)列車?yán)^續(xù)駛向多股道路線的交匯處時(shí)，受電弓就已經(jīng)碰到另一根接觸線，剛好接觸到的點(diǎn)就稱為“始觸點(diǎn)”。如果此時(shí)交互處高度差偏大，很容易使受電弓接觸不到接觸線從而發(fā)生脫弓事故，從而使列車無法行駛。為防止此類事故的發(fā)生，檢測(cè)始觸點(diǎn)的位置和兩線高度差成為必要。

具體地，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括環(huán)境溫度測(cè)量模塊，用于檢測(cè)接觸網(wǎng)當(dāng)前工作外界溫度。當(dāng)外界環(huán)境溫度和定義的正常溫度不同時(shí)，接觸網(wǎng)會(huì)出現(xiàn)跟其他物質(zhì)一樣的熱脹冷縮特性，此時(shí)，整個(gè)接觸網(wǎng)系統(tǒng)的每個(gè)部件都會(huì)發(fā)生不一樣的改變，細(xì)微的變化最終會(huì)改變接觸網(wǎng)的一些參數(shù)。所以，當(dāng)檢測(cè)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)與歷史測(cè)量的值不一致的現(xiàn)象，可以通過數(shù)據(jù)的對(duì)比來制定出最好的架設(shè)方案，從而可以在考慮的范圍內(nèi)設(shè)定接觸線的最佳拉出值和弛度等。

如圖2所示，為本發(fā)明接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系，主要包括lms掃描模塊、lms信號(hào)處理機(jī)模塊、前置機(jī)模塊、主機(jī)模塊等模塊，該套檢測(cè)系統(tǒng)配置在檢測(cè)作業(yè)車上，利用檢測(cè)作業(yè)車完成接觸網(wǎng)施工幾何參數(shù)的檢測(cè)。具體地，lms掃描模塊和lms信號(hào)處理機(jī)模塊通過有線或無線連接。前置機(jī)模塊置于車箱底部，包括速度傳感器、補(bǔ)償傳感器、溫度傳感器以及與每個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)的信號(hào)調(diào)理器；信號(hào)調(diào)理器和檢測(cè)主機(jī)模塊連接；檢測(cè)主機(jī)通過交換機(jī)與lms信號(hào)處理機(jī)連接。

接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)系統(tǒng)每一組成部分都是必不可少的，但應(yīng)用最廣的當(dāng)屬計(jì)算機(jī)。接觸網(wǎng)的框架基本上是以計(jì)算機(jī)為核心搭建起來的。一個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)必定是通過一個(gè)個(gè)小模塊組合起來的。本系統(tǒng)是基于激光雷達(dá)的接觸網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)，通過激光雷達(dá)掃描儀對(duì)被測(cè)目標(biāo)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后通過特定的信息傳輸通道傳給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理和顯示。將激光雷達(dá)安裝在作業(yè)車或?qū)Ｓ脵z測(cè)車的車頂，車廂內(nèi)安裝有l(wèi)ms信號(hào)處理機(jī)、交換機(jī)、檢測(cè)主機(jī)、前置機(jī)，它們進(jìn)過一定的關(guān)系和順序構(gòu)成一個(gè)完整的接觸網(wǎng)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用來對(duì)接觸網(wǎng)幾何參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)以保證接觸網(wǎng)的幾何參數(shù)在正常的范圍內(nèi)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)故障點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)電力機(jī)車又好又快運(yùn)行。

如圖3所示，為本發(fā)明lms激光檢測(cè)儀數(shù)據(jù)的接收、解析以及處理流程，包括以下步驟：

步驟s1：準(zhǔn)備lms數(shù)據(jù)捕獲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；

步驟s2：發(fā)送命令設(shè)置所需的測(cè)量模式；

步驟s3：開始lms數(shù)據(jù)的連續(xù)輸出；

步驟s4：解析lms數(shù)據(jù)流的輸出字符串頭，若發(fā)現(xiàn)存在字符串頭，則執(zhí)行步驟s5，否則持續(xù)解析，直至lms數(shù)據(jù)流末尾；

步驟s5：估算lms數(shù)據(jù)流字節(jié)長度；

步驟s6：計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中l(wèi)ms數(shù)據(jù)點(diǎn)的緩沖長度；

步驟s7：對(duì)獲取的lms數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、顯示以及評(píng)估，返回步驟s4。

其中步驟s3中的lms數(shù)據(jù)根據(jù)測(cè)量模式，從0°開始，按照順序遞增排列，得到的返回?cái)?shù)據(jù)流中，前七個(gè)字節(jié)為字符頭，用于識(shí)別解析正確數(shù)據(jù)流，最后三個(gè)字節(jié)為狀態(tài)位和校驗(yàn)位，作為整個(gè)數(shù)據(jù)流的結(jié)尾。

另外，輸出數(shù)據(jù)字符串開始時(shí)有一個(gè)stx字符，但結(jié)尾沒有etx字符。因此，本發(fā)明通過以下兩種方式來識(shí)別數(shù)據(jù)字符串：(1)下一個(gè)輸出數(shù)據(jù)解析字符串頭；(2)緩沖固定數(shù)量的數(shù)據(jù)值計(jì)算長度信息的輸出字符串?dāng)?shù)據(jù)頭。為了確定lms的數(shù)據(jù)字符串的開始，需要在輸入數(shù)據(jù)流中定義一個(gè)特殊的字符串頭。每種測(cè)量模式的輸出數(shù)據(jù)字符串頭是不同的。

如圖4所示為本發(fā)明的激光雷達(dá)接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟s1：在開始數(shù)據(jù)通信前，由上位機(jī)向檢測(cè)裝置發(fā)送檢測(cè)信號(hào)，如果收到的返回值表示設(shè)備正常，則執(zhí)行步驟s2，如果收到的返回值表示設(shè)備不正常，則執(zhí)行步驟s3；

步驟s2：激光雷達(dá)檢測(cè)裝置開始循環(huán)檢測(cè)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示在顯示裝置上，包括角度、距離和坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

步驟s3：返回檢測(cè)設(shè)備異常。

具體地，在所述步驟s2中，通過激光雷達(dá)檢測(cè)裝置進(jìn)行掃描后，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)接觸網(wǎng)輪廓的掃描，并通過顯示裝置顯示所述接觸網(wǎng)輪廓；同時(shí)，利用激光雷達(dá)的掃描功能，將掃描到的接觸線的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的計(jì)算就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)接觸線的導(dǎo)線高度、拉出值的快速準(zhǔn)確檢測(cè)。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)線高度的計(jì)算方式如下：

h＝hv+lsinθ+yc(3)

其中：l－激光雷達(dá)中心與被測(cè)接觸線的距離；θ－激光雷達(dá)和目標(biāo)點(diǎn)之間的連線與掃描線的夾角；hv－車頂高度；yc－水平與垂直方向的振動(dòng)補(bǔ)償。

所述拉出值的計(jì)算公式如下：

z＝lcosθ+xc(4)

其中：z－拉出值；l－激光雷達(dá)中心與被測(cè)接觸線的距離；θ－激光雷達(dá)和目標(biāo)點(diǎn)之間的連線與掃描線的夾角；xc－水平方向的振動(dòng)補(bǔ)償。

具體地，所述步驟s3中返回檢測(cè)設(shè)備異常并將異常信息顯示在上位機(jī)的顯示裝置上。

本發(fā)明的激光雷達(dá)接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)裝置適用于對(duì)國鐵27.5kv接觸網(wǎng)或城鐵接觸網(wǎng)進(jìn)行檢測(cè)，搭載于自制的移動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)或者專制的檢測(cè)小車上，對(duì)接觸網(wǎng)的導(dǎo)線高度、拉出值、導(dǎo)高坡度、定位器坡度、包絡(luò)線、關(guān)節(jié)、道岔、軌道超高進(jìn)行檢測(cè)、分析、記錄。

通過本發(fā)明的激光雷達(dá)接觸網(wǎng)施工同步檢測(cè)裝置與方法，能跟隨施工對(duì)接觸網(wǎng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，滿足對(duì)調(diào)整完成后的接觸網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行同步動(dòng)態(tài)檢測(cè)的目的，減少重復(fù)施工，可以大量節(jié)約長期成本，不增加額外負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)的施工與檢測(cè)同步。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，僅以上述各功能單元、模塊的劃分進(jìn)行舉例說明，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能單元、模塊完成，即所述系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能單元或整體，以完成以上描述的全部或者部分功能。實(shí)施例中的各功能單元或模塊可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中，上述集成的單元或模塊既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。另外，各功能單元、模塊的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)分，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序或指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以在存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，包括rom/ram、磁盤、光盤等。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。