一种接触网车载自动补光巡检装置的制作方法

1.本实用新型属于机车安全巡检技术领域，具体而言，涉及一种接触网车载自动补光巡检装置。


背景技术：

2.接触网安全巡检装置是一种服务于铁路各路段，代替添乘人员人眼进行在线高清巡线的智能装置，对接触网弯臂、道岔转辙设备、信号设备等设备状态及铁路沿线环境进行实时图像采集、保存，便于及时发现安全隐患，为铁路安全运行提供技术保障。
3.传统的接触网安全巡检装置无法在隧道等低光照环境下清晰成像，尤其是在进出隧道时响应时间特别长，采集的视频无价值，出隧道后常常有五、六跨无法清晰成像，造成巡检的盲区，留下一定的安全隐患。人工步行巡视整体效率很低、强度大而且还存在一定的劳动安全风险。人工步行检查时细节把握不精确，只能大致观察局部的设备情况，不能全面观察设备状态，且容易造成设备的隐患长期存在，从而导致事故发生。若是在传统的安全巡检装置上增设补光灯，在隧道低光照的情况下进行补光照亮，确实可以在一定程度上解决低光照环境下成像不清晰的问题，但是补光灯常开，即使在非隧道路段也不关闭，造成电量浪费，并且由于进入隧道的深浅不同，隧道内黑暗程度也不相同，当隧道内并不十分黑暗，补光灯常开补光量无法调节，容易造成过渡曝光，从而导致成像不清晰。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种接触网车载自动补光巡检装置，以解决补光灯常开浪费电量，补光量无法调节，容易造成过渡曝光，从而导致成像不清晰的问题。
5.为实现本实用新型目的，采用的技术方案为：一种接触网车载自动补光巡检装置，其特征在于，包含光线检测设备、高清成像设备、和至少两个并联设置的补光灯控制模块，所述光线检测设备的朝向与高清成像设备的拍摄方向均朝向接触网作业车行驶方向；每个补光灯控制模块均包括比较器、电压控制开关和补光灯，比较器的第一输入端连接基准电压，比较器的第二输入端连接所述光线检测设备的输出端，比较器的输出端与电压控制开关和补光灯顺次连接；不同比较器接入的基准电压不同，所述补光灯位于高清成像设备周围。
6.进一步的，补光灯控制模块包括第一补光灯控制模块和第二补光灯控制模块，第一补光灯控制模块中的比较器为第一比较器，第一比较器的第一输入端连接第一基准电压；第二补光灯控制系统中的比较器为第二比较器，第二比较器的第一输入端连接第二基准电压，第一基准电压高于第二基准电压；第一补光灯位于高清成像设备的左侧，第二补光灯位于高清成像设备的右侧。
7.进一步的，所述电压控制开关为继电器，继电器的线圈端与比较器的输出端连接，继电器的开关端连接在补光灯电源和补光灯之间，所述继电器常开。
8.进一步的，所述高清成像设备和补光灯集成在一壳体内。
9.进一步的，所述壳体底部设置有用于与接触网轨道作业车连接的安装支架。
10.进一步的，所述高清成像设备包括接触网局部高清摄像头和全景高清摄像头，所述接触网局部高清摄像头和全景高清摄像头的拍摄方向为接触网作业车行驶方向。
11.进一步的，所述接触网局部高清摄像头设置在全景高清摄像头上方，角度上扬。
12.进一步的，所述光线检测设备设置在接触网局部高清摄像头和全景摄像头之间。
13.进一步的，还包括工控主机，工控主机与高清成像设备电连接。
14.进一步的，所述工控主机与高清成像设备由同轴组合拖拽电缆电连接。
15.本实用新型的有益效果是：
16.一、本实用新型设置有光线检测设备和至少两个并联设置的补光灯控制模块，光线检测设备可以实时的对外界的光线明暗进行监测，将信号反馈给补光灯控制模块，补光灯控制模块中的补光灯相互独立，通过光线的强弱控制补光灯开启或关闭，以及开启的补光灯的数量，避免了补光灯常开对电量的浪费或是过渡补光造成的曝光过渡致使成像不清晰，实现了补光灯补光的自动控制，控制准确，且无需人工干预，节约了人工；
17.二、本实用新型连接工控主机，将所拍摄的高清图像实时发送至工控主机进行存储，便于查看分析，工控主机可实时控制高清摄像头的拍摄频率及曝光参数；
18.三、本实用新型通过安装支架可安装在任意型号的接触网作业车上，通用性好；
19.四、本实用新型采用双目摄像头组成，接触网局部高清摄像头可对接触网悬挂装置进行连续高清成像巡检，全景成像摄像头可对整个电气铁路沿线的周边环境进行高清成像巡检。
附图说明
20.图1：本实用新型光线检测设备与补光灯控制模块连接示意图；
21.图2：实施例二的连接示意图；
22.图3：实施例三的连接示意图；
23.图4：本实用新型安装在接触网轨道作业车使用示意图；
24.图5：a处局部放大图；
25.图6：实施例六的连接示意图。
26.附图中标记及相应零部件名称：
27.1—光线检测设备，2—第一比较器，3—第二比较器，4—第一基准电压，5—第二基准电压，6—电压控制开关，7—第一补光灯，8—第二补光灯，9—高清成像设备，9-1—接触网局部高清摄像头，9-2—全景高清摄像头，10—壳体，11—安装支架，12—工控主机，13—同轴组合拖拽电缆。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖
直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
32.应当理解，尽管在本技术可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.实施例一：
34.参见图1和图5，一种接触网车载自动补光巡检装置，包含光线检测设备1、高清成像设备9、和至少两个并联设置的补光灯控制模块，所述光线检测设备的朝向与高清成像设备9的拍摄方向均朝向接触网；
35.每个补光灯控制模块均包括比较器、电压控制开关6和补光灯，比较器的第一输入端连接基准电压，比较器的第二输入端连接所述光线检测设备1的输出端，比较器的输出端与电压控制开关6和补光灯顺次连接；
36.不同比较器接入的基准电压不同，所述补光灯位于高清成像设备周围。
37.具体地，在该示例性实施例中，高清成像设备9用于对接触网列车在行驶过程中的接触网进行拍摄，但是由于列车会不时进出隧道，传统的设备无法在隧道等低光照环境下清晰成像，尤其是在进出隧道时响应时间特别长，采集的视频无价值，出隧道后常常有五、六跨无法清晰成像，造成巡检的盲区，留下一定的安全隐患。因此，需要采用一定方式对其进行改进。
38.因此，在本示例性实施例中，光线检测设备1用于检测感应外部的光线变化，得到的光线强度相关数据并根据获取到的光线强度相关数据反馈出不同的电压信号，例如：光线越暗，反馈电压越低，光线越亮，反馈的电压信号越高。所述光线检测设备1可以采用光电传感器或光敏传感器实现。
39.在接触网列车在非隧道的环境（白天，光线充足）中正常行驶时，光线检测设备1输出第一电平信号（电压），该第一电平信号会大于任何一个比较器的基准电压，此时由于每个比较器的基准电压均小于第一电平电压，因此每个补光灯控制模块中的比较器的输出端均输出低电平信号，电压控制开关6不会导通，此时补光灯也不会被供电开启。
40.而在接触网列车刚进入隧道或即将进入隧道（或者随着时间的推移进入夜晚，外界无灯光）时，光线检测设备1检测到光线变暗，发出反馈的电压信号，此时会输出第二电平信号（小于第一电平信号），当第二电平信号小于其中一个补光灯控制模块中比较器的基准电压时，对应路径的电压控制开关6导通，同时对应路段的补光灯供电开启；随着光线继续变暗，当第二电平信号小于所有补光灯控制模块中比较器的基准电压时，对应路径的电压控制开关6导通，所有补光灯供电开启。也就是说，随着光线继续变暗，补光灯会依次被开启，从而使得：（1）根据实际环境情况对补光，可以减少进出隧道时响应时间，避免采集的视频无价值；（2）在不需要的时候仅开启部分补光灯，避免过曝和节约用电。
41.同理，当接触网列车即将出隧道时，光线检测设备1检测到光线变亮，发出反馈的电压信号，此时会输出第二电平信号（小于第一电平信号），当第二电平信号大于其中一个补光灯控制模块中比较器的基准电压时，对应路径的电压控制开关6导通，同时对应路段的补光灯供电开启；随着光线继续变亮，此时会输出第一电平信号，所有电压控制开关6关闭，所有补光灯供电断开。也就是说，随着光线继续变亮，补光灯会依次被关闭，从而解决出隧道后常常有五、六跨无法清晰成像，造成巡检的盲区，留下一定的安全隐患的问题。
42.其中，需要说明的是，基准电压的为出厂时的基准电压源设置。当采用如图1或图2的实施例为两个比较器时，第一基准电压可以为10v，第二基准电压可以为5v；而当采用如图5所述的三个比较器时，第一基准电压可以为12v，第二基准电压可以为10v ，第三基准电压可以为5v。
43.实施例二：
44.图2和图5所示为本实用新型提供的一种接触网车载自动补光巡检装置，包含光线检测设备1、第一补光灯控制模块、第二补光灯控制模块和高清成像设备9，第一补光灯控制模块中包括第一比较器2、电压控制开关6和第一补光灯7，第一比较器2的第一输入端连接第一基准电压4，第一基准电压4为10v，第一比较器2第二输入端连接光线检测设备1输出端；第二补光灯控制模块中包括第二比较器3、电压控制开关6和第二补光灯8，第二比较器3的第一输入端连接第二基准电压5，第二基准电压5为5v，第二比较器3第二输入端连接光线检测设备1输出端；光线检测设备1紧靠高清成像设备9，光线检测设备的朝向与高清成像设备9的拍摄方向均朝向接触网。
45.当接触网车驶入隧道或驶出隧道时，电压信号小于第一基准电压4的10v，高于第二基准电压5的5v，第一补光灯控制模块中的电压控制开关6连通，第一补光灯7亮，第二补光灯控制模块中的电压控制开关6不连通，第二补光灯8不亮，此时只一个补光灯亮起，进行部分补光，不会因为补光过渡造成过曝。当接触网车完全进入隧道后，光线检测设备1检测到光线进一步变暗，发出低于第二基准电压5的5v的反馈的电压信号，第一补光灯7控制系统中的电压控制开关6和第二补光灯8控制系统中的电压控制开关6都连通，第一补光灯7和第二补光灯8都亮起，进行完全补光。当接触网车完全驶出隧道，光线检测设备1检测到光线变亮，反馈的电压信号高于第一基准电压4的10v，第一补光灯控制模块中的电压控制开关6和第二补光灯控制模块中的电压控制开关6都不连通，第一补光灯7和第二补光灯8都熄灭，不再进行补光，节约电量。
46.实施例三：
47.图3和图5所示，为本实用新型提供的一种接触网车载自动补光巡检装置，包含光
线检测设备1、第一补光灯控制模块、第二补光灯控制模块和高清成像设备9，第一补光灯控制模块中包括第一比较器2、电压控制开关6和第一补光灯7，第一比较器2的第一输入端连接第一基准电压4，第一基准电压4为10v，第一比较器2第二输入端连接光线检测设备1输出端；第二补光灯控制模块中包括第二比较器3、电压控制开关6和第二补光灯8，第二比较器3的第一输入端连接第二基准电压5，第二基准电压5为5v，第二比较器3第二输入端连接光线检测设备1输出端；光线检测设备1紧靠高清成像设备9，光线检测设备的朝向与高清成像设备9的拍摄方向均朝向接触网。电压控制开关6为继电器，继电器中包括开关和线圈，电源、开关和补光灯依次连接，开关为常开开关，线圈通电后产生磁力，吸引开关闭合，磁力消失开关断开。
48.当光线检测设备1检测到光线变暗，发出反馈的电压信号小于第一基准电压4的10v且高于第二基准电压5的5v时，第一补光灯控制模块中的开关闭合，第一补光灯7点亮，第二补光灯控制模块中的开关断开，第二补光灯8熄灭。当光线检测设备1检测到光线继续变暗，发出低于第二基准电压5的5v的反馈的电压信号，第一补光灯控制模块中的开关和第二补光灯控制模块中的开关都闭合，第一补光灯7和第二补光灯8都亮起。当光线检测设备1检测到光线变亮，反馈的电压信号高于第一基准电压4的10v，第一补光灯控制模块中的电压控制开关6和第二补光灯控制模块中的开关都断开，第一补光灯7和第二补光灯8都熄灭。
49.而在又一示例性实施例中，所述电压控制开关6还可以为三极管，三极管的基极与比较器的输出端连接，三极管的集电极接入补光灯电源，三极管的发射极与补光灯连接。将三极管作为控制开关应用为本领域技术人员不用通过创造性劳动即可知悉的一种常规手段。
50.实施例四：
51.图5所示为在实施例一或实施例二的基础上，高清成像设备9和补光灯集成在一壳体10内，壳体10安装在安装支架11上；高清成像设备9包括接触网局部高清摄像头9-1、全景高清摄像头9-2，接触网局部高清摄像头9-1设置在全景高清摄像头9-2上方，角度上扬，光线检测设备1设置在接触网局部高清摄像头9-1和全景高清摄像头9-2之间，第一补光灯7和第二补光灯8分别设置在高清成像设备9的左右两侧。
52.高清成像设备9和补光灯集成在一壳体10内，对高清成像设备9和补光灯进行保护，防止坠物对高清成像设备9和补光灯造成损伤，也更加方便进行提拿、转移。壳体10装置通过安装支架11安装在接触网轨道作业车上，对隧道内的图像进行采集。高清成像设备9包括接触网局部高清摄像头9-1、全景高清摄像头9-2，接触网局部高清摄像头9-1设置在全景高清摄像之上，接触网局部高清摄像头9-1角度上扬，对准触网和弓形腕臂，用于检测接触网和弓形腕臂状态；全景高清摄像头9-2角度水平，拍摄前方情况，用于检测轨道及轨道周边的环境有无安全隐患。将补光灯设置在高清成像设备9左右两侧，可以在补光灯同时亮起的情况下让补光更均匀，让采集的图像更加清晰；也使得设备的重量均匀，重心靠中，让设备安装后之后更加稳定，不因为重量不均发生安装偏移。
53.实施例五：
54.图4和图5所示为在实施例一或实施例二或实施例三的基础上，还包括工控主机12，工控主机12与高清成像设备9由同轴组合拖拽电缆13电连接。
55.在隧道巡检的过程中，高清摄像头拍摄完成后通过同轴组合拖拽电缆13将所拍摄
的高清图像流实时发送到工控主机12上，工控主机12同时对高清图像进行分线路名、分站区名、隧道名存储。同时车内便携式的工控主机12可实时控制高清摄像头的拍摄频率及曝光参数。
56.实施例六：
57.图5和图6所示为本实用新型提供的一种接触网车载自动补光巡检装置，包含光线检测设备1、第一补光灯控制模块、第二补光灯控制模块、第三补光灯控制模块和高清成像设备9，第一补光灯控制模块中包括第一比较器2、电压控制开关6和第一补光灯7，第一比较器2的第一输入端连接第一基准电压4，第一基准电压4为12v，第一比较器2第二输入端连接光线检测设备1输出端；第二补光灯控制模块中包括第二比较器3、电压控制开关6和第二补光灯8，第二比较器3的第一输入端连接第二基准电压5，第二基准电压5为10v，第二比较器3第二输入端连接光线检测设备1输出端；第三补光灯控制模块中包括第三比较器、电压控制开关6和第三补光灯，第三比较器的第一输入端连接第三基准电压，第三基准电压5v，第三比较器第二输入端光线检测设备1连接；光线检测设备1紧靠高清成像设备9，光线检测设备的朝向与高清成像设备9的拍摄方向均朝向接触网。第一补光灯和第二补光灯8分别设置在高清成像设备9左右两侧，第三补光灯7设置在高清成像设备9上方。
58.当光线检测设备1发出反馈的电压信号小于第一基准电压4的12v且高于第二基准电压5的10v时，第一补光灯7点亮，第二补光灯8和第三补光熄灭。当光线检测设备1发出反馈的电压信号小于第二基准电压5的10v且高于第三基准电压的5v时，第一补光灯7和第二补光灯8点亮，第三补光熄灭。当光线检测设备1反馈的电压信号低于第三基准电压的5v，第一补光灯7、第二补光灯8和第三补光灯都点亮。
59.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。