[发明专利]一种列车受电弓中心线偏移在线检测设备及方法

权利要求书

1.一种列车受电弓中心线偏移在线检测方法，其特征在于：其包括一种列车受电弓中心线偏移在线检测设备，所述设备包括弓网系统和依次连接的驶入检测模块、数据采集模块、数据处理模块；所述弓网系统包括相接触的接触网和受电弓，所述驶入检测模块，用于采集列车驶入检测区域时的列车驶入信号，并将列车驶入信号发送给所述数据采集模块；所述数据采集模块包括两组结构光视觉传感装置，每组所述结构光视觉传感装置均包括相连接的相机、线激光器，两组所述结构光视觉传感装置对称设置于所述受电弓两侧的上方，所述数据采集模块，用于在接收到列车驶入信号时触发所述线激光器发出激光至所述受电弓表面，所述相机拍照得到包含激光的受电弓图像，随后将受电弓图像发送给所述数据处理模块；所述数据处理模块，用于接收受电弓图像后进行处理以获得所述受电弓中心偏移位置数据信息；

所述驶入检测模块包括对射型光电传感器，所述对射型光电传感器与所述线激光器相连接；所述数据处理模块包括工控机，所述线激光器经所述相机后与所述工控机相连接；

使位于受电弓两侧上方的两个所述线激光器发出的线激光分别照射在所述受电弓的弓头偏转位置上，且使相应的两个所述相机分别拍摄采集得到线激光在所述受电弓弓头表面构造的图像；

所述检测设备还包括由立柱连接而成的检测棚，位于检测区域的列车轨道两侧均设置有所述检测棚，两组所述结构光视觉传感装置对称安装于所述受电弓两侧上方的所述立柱上；两个所述相机均加装有窄带滤光片；

所述检测方法包括以下步骤：

S1、当列车运行至检测棚内时，驶入检测模块感测到所述列车到来；

S2、所述驶入检测模块将驶入信号发送给数据采集模块，触发两个线激光器发射激光线，使位于受电弓两侧上方的两个所述线激光器发出的线激光分别照射在所述受电弓的弓头偏转位置上，随后触发两个相机拍照，采集到经所述受电弓表面反射回来的包含激光线的受电弓弓头表面构造的图像；

S3、两个所述相机将采集到的包含激光线的受电弓图像发送给工控机，所述工控机对图像进行算法处理分析，得到当前所述受电弓中心偏移位置数据信息，从而实现对列车受电弓中心偏移检测的目的；

在所述步骤S2中，若是单弓，两个所述相机仅拍照一次；若是双弓，两个所述相机连续拍摄两次；在所述步骤S3中，位于所述受电弓的上部的两个所述相机拍摄得到所述受电弓包括羊角部分与滑板上表面部分的激光线图像，设定落在所述滑板上表面的激光线上的空间坐标点p_ti＝[X_ti Y_ti Z_ti]，i＝0，1，2…n，拟合羊角部分的三维点云得到空间圆，设定一侧的羊角部分圆弧的空间圆圆心位置为c₁＝[X_c1 Y_c1 Z_c1]，空间圆的半径为r₁，且使得最小目标函数的值最小，然后通过最优化法求解得到空间圆圆心坐标c₁，同理，得到另一侧的羊角部分圆弧的空间圆圆心坐标c₂，空间圆圆心坐标c₁和c₂之间连线的中心即为受电弓中心位置p₀，通过公式计算得到受电弓中心线偏移量