[发明专利]基于双目原理的接触网几何参数测量方法及系统

说明书

本发明公开了基于双目原理的接触网几何参数测量方法及系统，通过第一相机采集受电弓的第一视角图像；通过第二相机采集受电弓的第二视角图像，分别对各自视角图像进行透视校正；然后分别将第一视角图像和第二视角图像与相应视角的受电弓模型进行匹配，对受电弓进行定位；并以第一视角图像的定位结果为基准，对第二视角图像的受电弓定位区域尺寸进行调整，使第一视角图像中的受电弓与第二视角图像中的受电弓保持在同一尺度下，识别出第一视角图像和第二视角图像中疑似接触线的直线，将第一视角图像和第二视角图像进行比对，查找出相交于受电弓顶端平面的疑似接触线的直线，并将其判定为接触线；从而能计算出更为精准的接触网几何参数。

技术领域

本发明涉及接触网领域，特别是涉及基于双目原理的接触网几何参数测量方法及系统。

背景技术

铁路接触网供电线的导高值和拉出值等参数是接触网运行监控的重要几何参数，传统的接触网几何参数采集方式是：利用专门的检测设备进行接触网的动态几何参数测量，其测量的主要方法是接触式测量，即在受电弓上安装传感器，有压力传感器、光电传感器、微波传感器等，通过传感器的各项参数来检测接触线的导高值和拉出值。然而采用传感器进行参数测量的方式不能应用在高速运行的轨道交通工具上，如动车和电力机车。

由于电力机车和动车的运行速度快，安全性要求较高，目前不允许在受电弓上额外安装的传感器，所以目前常用的在受电弓上安装传感器的方法不适用于机载设备上，以进行实时动态检测，同时因安装场地是机车/动车车顶，其安装位置和安装空间受限，无法安装激光测距仪等测量设备。

目前，有在动车上安装一个红外相机，在单目模式下，采集接触网几何参数，该测量方法受制于单一相机中的接触线是否正确识别。一般情况下红外相机在隧道中的成像非常模糊，以至于在隧道中的接触线基本无法正确识别，从而导致几何参数的错误结果。而且，在单目模式下的接触线识别易受噪声、亮度、受电弓是否被遮挡等影响。

特别的，受电弓上方一般都具有接触线、承力索和吊弦，在单相机模式下，基本无法判断受电弓上方的哪根直线才是真正与受电弓接触的导线，因此单目模式下的接触网几何参数计算方法存在一定的缺陷。

另外，现有的基于单目相机的测量方法所得到的几何参数，存在精度低等缺陷。现有测量方法大多都没有对高速相机、工业镜头产生畸变进行矫正，导致最终测量的结果不准确。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供基于双目原理的接触网几何参数测量方法及系统，能准确判断出受电弓上方的哪根直线才是真正与受电弓接触的接触线。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

(1)基于双目原理的接触网几何参数测量方法，所述方法包括以下步骤：

S1，通过第一相机采集受电弓的第一视角图像；

S2，通过第二相机采集受电弓的第二视角图像，其中，所述第一视角图像与所述第二视角图像中的受电弓具有一定角度的视角差；

S3，图像透视矫正，根据受电弓的标定对第一视角图像和第二视角图像进行透视矫正，使第一视角图像和第二视角图像中的受电弓呈左右对称形式；

S4，识别受电弓，分别将第一视角图像和第二视角图像与相应视角的受电弓模型进行匹配，对第一视角图像和第二视角图像中的受电弓进行定位；

S5，识别接触线，以第一视角图像的定位结果为基准，对第二视角图像的受电弓定位区域尺寸进行调整，使第一视角图像中的受电弓与第二视角图像中的受电弓保持在同一尺度下，识别出第一视角图像和第二视角图像中疑似接触线的直线，将第一视角图像和第二视角图像进行比对，查找出相交于受电弓顶端平面的疑似接触线的直线，并将其判定为接触线；

S6，根据S4中识别出的受电弓和S5中识别出的接触线计算接触网的几何参数。