车载接触网测量系统及测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高速铁路检测技术领域，具体涉及一种对车载接触网的导高和拉出值 的测量系统及测量方法。
【背景技术】
[0002] 电气化铁路是以电能作为牵引力的一种现代化交通运输工具，专门给电力机车供 给电能的装置叫牵引供电系统，牵引供电系统本身并不产生电能，而是将电力系统的电能 传给电力机车。牵引供电系统主要包括牵引变电所和接触网。
[0003] 接触网是一种特殊的供电设备，其不仅要保障质量良好地向电力机车提供电流， 而且还要保证接触悬挂能牢固地处在规定的空间几何位置上，保证受电弓能质量良好地、 平滑地从接触线上取流。而一旦接触网发生故障如用于固定接触线的定位装置的线夹脱落 或支撑接触线的定位装置的定位器发生问题，都会使接触线的位置发生变化，又由于电力 机车的受电弓宽度有限，一旦接触线位置发生变化，受电弓就不能向其取流。当电力机车高 速运行时出现该种故障就要报警，严重时需要电力机车降弓（使受电弓下降），电力机车靠 自身储备电池供电运行，因此要保证电力机车在铁路上的正常运行，需要对接触网实时检 测，而导高（即定位点处接触线距轨面的垂直高度）和拉出值（即定位点处接触线至受电 弓中心轨迹的水平距离）是检测接触网状态的重要指标。
[0004] 如图1所示接触网的结构示意图，包括支柱1'、支持装置2'、定位装置3'及 接触悬挂4'，支柱1'设置于轨道5'外侧的地面，支柱1'用于承受接触网的全部重量， 并将接触线固定在规定的位置和高度。一般要求支柱1'靠近轨道5'的一侧至线路中心 线（即两根轨道的中心线）的距离不得小于2440毫米，支持装置2'包括腕臂6'、拉杆 7'(或压管）和绝缘子8'，支持装置2'安装于支柱1'上部且靠近轨道5'的一侧，该 支持装置2'用于悬吊和支持接触悬挂4'的全部设备并将负荷传给支柱1'。定位装置 3'包括定位器9'和定位管10'，接触悬挂4'包括接触线11'、吊弦12'、承力索13' 以及连接零件，定位装置3'的功用是将接触线11'固定在距线路中心的规定位置上，使 接触线11'不超过受电弓14'允许的工作范围，受电弓14'上的滑板15'长度一般为1.2 米，接触线11'要保证在滑板15'上，其接触点必须在滑板15'的长度范围内，且保证滑 板15'的磨耗均匀。
[0005] 但是现有接触网测量多是在静态条件下测得，即使用三维测距仪器对线路上的接 触网导高和拉出值进行测量，这种方法只能静态的测量接触网的导高及拉出值，对列车运 行状态下接触网的实际导高及拉出值无法测量，且此种方法测量速度慢，测量取样点少。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种车载接触网测量系统及测量方法，其可以在列车运行 时检测出接触网的实时工作状态，反映列车运行的实际情况，从而保证列车的正常运行。
[0007] 为了达到上述目的，本发明提供一种车载接触网测量系统，其中包括：
[0008] 三维信息采集模块：包括从不同位置采集包含接触线上接触点的图像信息的至少 两个图像数据采集装置，各所述图像数据采集装置在所述接触线上的成像区域重合，且各 所述图像数据采集装置的成像区域重合后的区域覆盖所述接触点；
[0009] 接触点位置信息获取模块：用于从所述的至少两个图像数据采集装置采集的图像 信息中获取所述接触点位置信息；
[0010] 导高和拉出值获取模块：利用所述接触点位置信息计算所述接触点对应所述接触 线的导高和拉出值。
[0011] 进一步地，所述三维信息采集模块设于列车车顶，至少两个所述图像数据采集装 置朝向所述接触点的部位设置。
[0012] 进一步地，所述三维信息采集模块还包括线光源，所述线光源垂直朝上设置。
[0013] 进一步地，所述三维信息采集模块还包括触发所述至少两个图像数据采集装置同 步采集包含所述接触点的图像信息的触发控制器，所述触发控制器与控制设备电性连接。
[0014] 进一步地，还包括图像信息截取模块，用于从包含接触点的图像信息中截取列车 每行进预设采集距离时刻的包含接触点的图像信息。
[0015] 一种车载接触网测量方法，其包括以下步骤：
[0016] 获取接触线上接触点；
[0017] 启动三维信息采集模块采集所述接触点位置信息；及，
[0018] 利用所述接触点位置信息计算所述接触点对应所述接触线的导高和拉出值。
[0019] 进一步地，所述获取接触线上接触点的步骤中，所述接触点的形成方式为：
[0020] 线光源与接触线接触形成所述接触点；和/或，
[0021] 受电弓与接触线接触形成所述接触点。
[0022] 进一步地，启动三维信息采集模块采集所述接触点位置信息的步骤包括：
[0023] 根据列车的运行速度及预设采集距离启动三维信息采集模块的触发信号，触发所 述三维信息采集模块采集所述接触点位置信息。
[0024] 进一步地，启动三维信息采集模块采集所述接触点位置信息的步骤包括：在列车 运行过程中启动三维信息采集模块采集含有接触点位置信息的图像信息；从所述图像信息 中截取出列车每行进预设采集距离时刻的所述接触点位置信息。
[0025] 进一步地，利用所述接触点位置信息计算所述接触点对应接触线的导高和拉出值 的步骤包括：
[0026] 标定确定所述三维信息采集模块的至少两个图像坐标系及一个世界坐标系，获取 至少两个图像数据采集装置矩阵；
[0027] 将所述至少两个图像数据采集装置矩阵和两个所述接触点位置信息分别代入所 述图像坐标系及世界坐标系转换公式：
【主权项】
1. 一种车载接触网测量系统，其特征在于，包括： =维信息采集模块：包括从不同位置采集包含接触线上接触点的图像信息的至少两个 图像数据采集装置，各所述图像数据采集装置在所述接触线上的成像区域重合，且各所述 图像数据采集装置的成像区域重合后的区域覆盖所述接触点； 接触点位置信息获取模块；用于从所述的至少两个图像数据采集装置采集的图像信息 中获取所述接触点位置信息； 导高和拉出值获取模块；利用所述接触点位置信息计算所述接触点对应所述接触线的 导高和拉出值。
2. 如权利要求1所述的车载接触网测量系统，其特征在于，所述=维信息采集模块设 于列车车顶，至少两个所述图像数据采集装置朝向所述接触点的部位设置。
3. 如权利要求2所述的车载接触网测量系统，其特征在于，所述=维信息采集模块还 包括线光源，所述线光源垂直朝上设置。
4. 如权利要求1所述的车载接触网测量系统，其特征在于，所述=维信息采集模块还 包括触发所述至少两个图像数据采集装置同步采集包含所述接触点的图像信息的触发控 制器，所述触发控制器与控制设备电性连接。
5. 如权利要求1所述的车载接触网测量系统，其特征在于，还包括图像信息截取模块， 用于从包含接触点的图像信息中截取出列车每行进预设采集距离时刻的包含接触点的图 像f目息。
6. -种车载接触网测量方法，其特征在于，包括W下步骤： 获取接触线上接触点； 启动=维信息采集模块采集所述接触点位置信息；及， 利用所述接触点位置信息计算所述接触点对应所述接触线的导高和拉出值。
7. 如权利要求6所述的车载接触网测量方法，其特征在于，所述获取接触线上接触点 的步骤中，所述接触点的形成方式为： 线光源与接触线接触形成所述接触点；和/或， 受电弓与接触线接触形成所述接触点。
8. 如权利要求6所述的车载接触网测量方法，其特征在于，启动=维信息采集模块采 集所述接触点位置信息的步骤包括： 根据列车的运行速度及预设采集距离启动=维信息采集模块的触发信号，触发所述= 维信息采集模块采集所述接触点位置信息。
9. 如权利要求6所述的车载接触网测量方法，其特征在于，启动=维信息采集模块采 集所述接触点位置信息的步骤包括： 在列车运行过程中启动=维信息采集模块采集含有接触点位置信息的图像信息； 从所述图像信息中截取出列车每行进预设采集距离时刻的所述接触点位置信息。
10. 如权利要求6-9之一所述的车载接触网测量方法，其特征在于，利用所述接触点位 置信息计算所述接触点对应接触线的导高和拉出值的步骤包括： 标定确定所述=维信息采集模块的至少两个图像坐标系及一个世界坐标系，获取至少 两个图像数据采集装置矩阵； 将所述至少两个图像数据采集装置矩阵和两个所述接触点位置信息分别代入所述图 像坐标系及世界坐标系转换公式
，得到接触点的世界坐标值，根据世界 坐标值求出所述接触网导高和拉出值。
【专利摘要】本发明公开了一种车载接触网测量系统及测量方法，其通过在接触线上形成接触点，之后启动三维信息采集模块的图像数据采集装置采集所述接触点的图像信息，获取接触线上接触点位置，最后，通过接触点位置信息计算出所述接触点对应所述接触线的导高和拉出值。本发明车载接触网测量系统及测量方法可以在列车运行时检测出接触网的实时工作状态，反映列车运行的实际情况，从而保证列车的正常运行。
【IPC分类】G01B11-02
【公开号】CN104848791
【申请号】CN201510202787
【发明人】李骏, 袁宁, 郑煜, 宋野
【申请人】苏州华兴致远电子科技有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月24日