[发明专利]基于北斗的接触网无人巡检车的自动定位系统及方法

说明书

本发明涉及基于北斗的接触网无人巡检车的自动定位系统，包括无人巡检车、工控机和北斗系统接收机，所述无人巡检车包括底盘系统、提升机构以及移动平台系统；底盘系统包括底盘框架；提升机构包括外侧框架、中间框架和内侧框架；所述提升机构的下端安装在所述底盘框架上，所述提升机构的上端安装移动平台系统；所述北斗系统接收机包括基站接收机和移动站接收机，所述移动站接收机和工控机双向通讯，所述基站接收机安装在无人巡检车的起点位置处。本发明还公开了基于北斗的接触网无人巡检车的自动定位系统的自动定位方法。本发明通过北斗系统接收机实现粗定位，其定位精度约为300mm，选择以北斗定位系统为基础来实现无人巡检车的粗定位也较为可靠。

技术领域

本发明涉及导航定位和图像处理技术领域，尤其是一种基于北斗的接触网无人巡检车的自动定位系统及方法。

背景技术

接触网是电气化铁路系统中最主要的组成部分，沿铁轨线路布置于上空特定位置，通过与受电弓的滑动接触为火车提供动力。如果接触网设备的零部件出现故障，如绝缘器表面击穿、绝缘子闪络、紧固螺栓出现疲劳损伤等，这将直接影响沿线火车的正常运行，可见接触网零部件的检修工作非常重要。

目前国内铁路接触网零部件的检修工作需要在列车的运行系统中，预留出检修工作的“天窗”时间，通过人力车梯或铁路接触网综合检修作业车对各检测点的接触网零部件逐个进行检修。在有限的“天窗”时间内，人力车梯进行检修的方式需要配置约十个工作人员，既耗时又耗力，同时高空作业对工作人员的安全也在一定程度上构成威胁；另一种检修方式效率高，但是成本较高，不具有普遍适用性。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种采用无人巡检车对铁路接触网的相关零部件进行检测，同时使无人巡检车能够在接触网立柱中心位置±20mm位置处准确定位的基于北斗的接触网无人巡检车的自动定位系统。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于北斗的接触网无人巡检车的自动定位系统，包括无人巡检车、工控机和北斗系统接收机，所述无人巡检车包括用于实现在铁轨上行走的底盘系统、用于实现在垂直高度上的升降的提升机构以及用于对接触网系统进行拍照的移动平台系统；所述底盘系统包括底盘框架，其上安装驱动系统和第一控制柜；所述提升机构包括外侧框架、中间框架和内侧框架；所述提升机构的下端安装在所述底盘框架上，所述提升机构的上端安装移动平台系统，所述移动平台系统上安装工业照相机和第二控制柜，所述第二控制柜与工业照相机双向通讯，所述第一控制柜和第二控制柜均通过通讯系统与工控机双向通讯，所述工控机内部加载图像识别系统；所述北斗系统接收机包括用于实现粗定位的基站接收机和移动站接收机，所述移动站接收机安装在第二控制柜内，所述移动站接收机和工控机通过通讯线缆双向通讯，所述基站接收机安装在无人巡检车的起点位置处。

所述底盘框架采用四个铝方管拼接而成，各个铝方管之间通过四孔连接片连接，底盘框架的四个内角处安装用于增强整个底盘框架结构的刚性L型连接件；底盘框架的正面后部架设两根横向的第一铝型材，底盘框架正面前部的一侧固定第一控制柜，第一控制柜通过控制线控制驱动系统，第一控制柜内侧的底盘框架上通过螺栓连接绞盘，绞盘上缠绕钢丝绳，钢丝绳绕到提升机构上，提升机构通过螺栓固定在第一铝型材上。

所述驱动系统包括驱动直流电机，驱动直流电机的输出端与第一行星减速器的输入端相连，第一行星减速器的输出端与齿轮换向器的输入端相连，齿轮换向器分两端输出，两个输出端分别通过钢管与驱动轮卡盘相连，驱动轮卡盘通过轴承座固定，轴承座通过螺栓连接固定在铝方管背面，驱动轮卡盘的后端安装驱动轮；底盘框架上设有左右对称的从动系统，从动系统包括从动轴支架，从动轴支架通过螺栓固定在底盘框架的背面，从动轴支架的侧面焊接从动轴，从动轴通过轴承与从动轮配合。