[发明专利]基于单目视觉的接触网导高和拉出值检测装置及方法

说明书

一种基于单目视觉的接触网导高和拉出值检测装置及方法，包括测量车平台、测距传感器、相机位置移动平台、单目视觉相机、控制器和人机界面，相机位置移动平台安装在测量车平台上，单目视觉相机安装于相机位置移动平台上，相机位置移动平台上设置有位移传感器，相机位置移动平台、单目视觉相机、测距传感器、位移传感器和角度传感器均与控制器连接，人机界面安装在测量车平台上并与控制器连接。控制器采集单目视觉相机、测距传感器以及相机位置移动平台位移传感器的信息，控制相机位移调整平台移动，计算导高和拉出值。本发明充分利用待测接触网的直径信息，只采用一个相机，不需要辅助光源，不涉及复杂的图像处理方法，结构和算法简单，操作容易。

技术领域

本发明涉及一种用于电气化铁路进行接触网导高和拉出值参数检测的装置和方法，属于参数检测技术领域。

背景技术

电气化铁路施工和运营维护中，需要对接触网导高及拉出值参数进行测量。目前铁路供电维护基层单位和电气化铁路施工单位进行接触网参数测量采用的主要方式有：

(1)借助几何测量工具的人工测量方式。采用绝缘测杆、线坠、米尺等工具进行测量，外界环境(如风速)影响大，测量精度低，需多人配合，效率低。

(2)基于激光测距技术结合相机瞄准的测量。中国专利文献ZL200510045433.X公开了《一种基于摄像头的电气化铁路接触网测量瞄准方法》，使用相机进行目标瞄准、使用激光进行测量的接触网测量装置，实施时需要相机光轴与激光轴严格同轴，安装要求高，成本高；

(3)基于两个固定安装相机的双目视觉测量。中国专利文献CN107560551A公开了一种《接触网几何参数检测方法及系统》，在手推小车上设置用于形成光幕靶的光源和两个固定的相机，利用两个相机拍摄光幕靶中接触线图片，基于获取的接触线的图片利用三角函数计算接触线的导高和拉出值。该专利使用了两个固定的相机且需要设置光源，成本高。

由于接触网的导高和拉出值对列车的行驶起着至关重要的作用，而现有的测量技术又存在诸多不足，因此亟需一种测量精度高、效率高的测量方法取代现有技术。

发明内容

本发明针对现有电气化铁路接触网的导高及拉出值参数检测技术存在的不足，提供一种检测精度高、结构简单的基于单目视觉的接触网导高和拉出值检测装置，同时提供该装置的检测方法。

本发明的基于单目视觉的接触网导高和拉出值检测装置，采用以下技术方案：

该检测装置，包括测量车平台、测距传感器、相机位置移动平台、单目视觉相机、控制器和人机界面，相机位置移动平台安装在测量车平台上，单目视觉相机安装于相机位置移动平台上，相机位置移动平台上设置有位移传感器，相机位置移动平台、单目视觉相机、测距传感器、位移传感器和角度传感器均与控制器连接，人机界面安装在测量车平台上并与控制器连接；

所述测量车平台，是一个在铁路轨道上推行的三轮平台，平台上端面与左右轨道上端面平行，底部设置有两个左轮和一个右轮，右轮的安装轴上设置推动右轮轴向移动的弹簧；两个左轮前后分布，在左轨道上运行；右轮在右轨道上运行，靠弹簧推力轴向移动，使左轮与右轮与左右轨道的内端面紧密接触。

所述测距传感器安装于测量车平台下部，用于测量测距传感器端面到右侧轨道内端面的距离。

所述测量车平台上端面设置有用于相机位置移动平台左右移动的导轨，导轨平行铁路轨道的端面。

所述相机位置移动平台沿着固定于测量车平台上面的导轨相对测量车平台左右平动，左右平动位移大小通过所述位移传感器测量。

所述单目视觉相机是一个高像素分辨率的定焦相机，安装于相机位置移动平台上部，光轴方向垂直于测量车平台上面的导轨。

所述控制器采集单目视觉相机、测距传感器以及相机位置移动平台位移传感器的信息，控制相机位移调整平台移动，计算导高和拉出值。