[发明专利]一种车载接触网运行状态非接触式检测装置及方法

权利要求书

1.一种车载接触网运行状态非接触式检测装置，其特征在于，该装置包括：标定装置、3C设备固定平台和3C检测装置，所述3C检测装置的车顶部分固定在3C设备固定平台上，所述3C设备固定平台与所述标定装置相距预设距离L；

所述的标定装置，用于确定标定中心点，以及通过移动所述标定装置使所述3C检测装置拍摄受电弓平面得到网状式图像，所述标定装置包括：标定板、标定固定架1、标定固定架2、受电弓模型、固定架连接杆1和固定架连接杆2，所述标定固定架1和所述标定固定架2竖直放置，所述固定架连接杆1位于所述标定固定架1和所述标定固定架2的顶端，所述固定架连接杆2位于所述标定固定架1和所述标定固定架2的底部，所述标定板置于所述固定架连接杆1和所述固定架连接杆2之间，所述受电弓模型置于所述标定板和所述固定架连接杆2之间；

所述的3C设备固定平台，用于固定所述3C检测装置；

所述的3C检测装置，用于通过红外热像仪拍摄受电弓平面，得到网状式图像；

所述标定板包括：可加热接触板、加热板固定杆和螺栓，所述可加热接触板通过所述螺栓与所述加热板固定杆固定连接；

所述可加热接触板为矩形，长度为X，宽度为Y，所述可加热接触板的数量为n块，n>1，且n为奇数，其中，第块所述可加热接触板置于所述加热板固定杆的中间位置，其余n-1块所述可加热接触板以第块所述可加热接触板为中心，按照长度X依次向所述加热板固定杆两边等距离固定。

2.根据权利要求1所述的车载接触网运行状态非接触式检测装置，其特征在于，所述固定架连接杆1与所述固定架连接杆2的长度一致；

所述标定固定架1竖直方向上的每一位置，与所述标定固定架2竖直方向上的同一位置之间的水平距离相等。

3.根据权利要求1所述的车载接触网运行状态非接触式检测装置，其特征在于，所述标定固定架1与所述标定固定架2的结构相同，在竖直方向设置凹槽，并在所述凹槽内部设置滑轨，用于调整所述标定板的垂直高度。

4.一种车载接触网运行状态非接触式检测方法，应用于权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，该方法包括：

确定所述3C检测装置的高度；

利用所述标定装置确定标定中心点；

在垂直方向移动所述标定板，利用所述3C检测装置中的红外热像仪拍摄受电弓平面得到网状式图像；

计算所述网状式图像中每个区域内的图像比例尺。

5.根据权利要求4所述的车载接触网运行状态非接触式检测方法，其特征在于，所述的确定所述3C检测装置的高度，包括：

根据弓网检测高度的数值范围：H_min-H_max，则受电弓的中心高度为：

设车顶的实际高度为H_d，所述3C设备固定平台高度为H_z，则所述3C检测装置的高度H₀为：

H₀＝H_m-H_d-H_z (2)。

6.根据权利要求4所述的车载接触网运行状态非接触式检测方法，其特征在于，所述的利用所述标定装置确定标定中心点，包括：

利用所述标定装置确定水平方向及垂直方向的相交点为标定中心点，所述标定中心点利用受电弓实际的中心点与受电弓检测高度的中心点为基准进行确定，水平方向通过所述标定板的水平位置确定，垂直方向通过实际安装时车辆的车顶高度和受电弓中心点确定，以车辆车顶高度为垂直高度0点，根据实际装车情况确定垂直高度H_m；

将所述3C设备固定平台放置在与所述标定装置相距水平距离为L的位置，并将所述3C检测装置正对受电弓中心位置，或者将所述3C检测装置平行于弓平面移动，且与弓中心位置的距离为S；

通过观看红外热像仪所拍摄的受电弓平面图像，调整所述3C检测装置车顶部分的角度，确定标定中心点。

7.根据权利要求4所述的车载接触网运行状态非接触式检测方法，其特征在于，所述的计算所述网状式图像中每个区域内的图像比例尺，包括：

设X、Y均为设定常量，且X、Y的常量值根据实际情况可更改，设M、N分别为红外热像仪拍摄区域内的横向坐标像素值与纵向坐标像素值，则第i行第j列的点A_i,j所在区域坐标比例尺的计算公式如下，其中，i≥1，j≥1；

横向坐标比例尺B的计算公式为：

B_i,j＝(X/M_i,j×1000+X/M_(i+1),j×1000)/2/1000， (3)

纵向坐标比例尺P的计算公式为：

P_i,j＝(Y/N_i,j×1000+Y/N_i,(j+1)×1000)/2/1000， (4)

设A₁，A₂分别为两个接触点，C为受电弓中心点，并以红外热像仪拍摄区域内左边界和下边界的交界点为0点进行计算；

设受电弓中心点C在第i行，第j+w列，设x0为距离此区域内左边界的像素数，y0为距离此区域内下边界的像素数，同理可得：A₁点在第i行第j列，x1为距离此区域内左边界的像素数，y1为距离此区域内下边界的像素数，A₂为第i行，第j+q列，x2为距离此区域内左边界的像素数，y2为距离此区域内下边界的像素数；

则两个接触点A₁与A₂拉出及导高计算公式分别为：

先将弓中心点C、接触点A₁、接触点A₂根据坐标比例尺计算：

L₀＝(j+w-1)X+B_i，j+w×x₀， (5)

L₂＝(j+q-1)X+B_i，j+q×x₀， (7)

其中，L₀是标定网格左边缘距离弓中心点距离，L₁是标定网格左边缘距接触点A₁距离，L₂是标定网格左边缘距接触点A₂距离；

A₁拉出值计算公式为：

|L₁-L₀|， (8)

A₂拉出值计算公式为：

|L₂-L₀|， (9)

接触点A₁、接触点A₂水平间距值计算公式为：

||L₂-L₀|-|L₁-L₀||， (10)

理论上：H₀＝H₁＝H₂；

则接触点A₁、接触点A₂导高值计算公式为：

H₀＝H₁＝H₂＝H_min+(m-i)×Y+y₀×P_i，j， (11)

其中，H₁是接触点A₁导高值，H₂是接触点A₂导高值。