[发明专利]一种基于机器视觉的非接触式几何参数检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁路接触网检测系统，特别是涉及一种适用于普速铁路、高速铁路、城市轨道交通等电气化铁路接触网几何参数检测的检测系统。

背景技术

目前，接触网几何参数检测主要分为接触式与基雷达的非接触式检测两种模式。

接触网几何参数接触式检测模式分：接近开关检测与压力换算。

接近开关检测，需在受电弓滑条上安装约63只接近开关，当导线压住不同的感应点时就发出不同的信号，将此信号加工处理就能阶梯地反应出导线相对于受电弓中心的位置。

该方式虽能检测拉出值，但是存在如下问题：受电弓需安装60多只传感器，增加了受电弓重量，破坏了受电弓的物理特性；接近开关两两存在间隙，检测误差大；安装及日常维护不便；仅能测试拉出值、不能区分锚段、线岔等接触网特征点。

压力换算，依据压力传感器检测的压力值，利用杠杆平衡原理换算拉出值，由于四个压力检测值本身存在一定误差，因而该方式拉出值检测误差相当大。一般只通过其趋势辅助判断其它检测手段所采用设备是否正常运行。

基于激光雷达的非接触式检测技术，激光雷达安装于检测车车顶中心受电弓下方，激光雷达通过连续发射激光束的方式对被测物体或背景进行二维平面测量。激光雷达以角分辨率0.25°（0.5°）垂直于车体行进方向、以50Hz（25Hz）沿车体行进方向对目标进行实时、动态二维扫描，得到以安装平面为横轴的距离轮廓曲线。该方式较接触式检测方式，虽使得检测精度得到一定的提升，但由于雷达自身角分辨率及频率的限制，使得检测系统存在漏检，且仅能对目标（接触线）进行检测识别，对目标以外的接触网特征，如锚段、线岔等很难区分。

面对电气化铁路安全要求越来越高的今天，传统的接触式几何参数检测技术及基于激光雷达的非接触式检测技术其几何参数检测精度已不能满足检测需要，更重要的是，现有各类检测技术仅能就接触网简单几何参数及动力学参数进行检测，不能识别接触网锚段、定位管、分段绝缘器、分相等重要特征，因而存在很大的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于机器视觉的非接触式几何参数检测系统，主要包括线阵相机1、嵌入式计算机2、测试数据补偿仪3和中央主机4，嵌入式计算机2将线阵相机1捕获的灰度数据进行预处理并将预处理结果传输至中央主机4，中央主机4接收嵌入式计算机2送至的预处理数据并结合测试数据补偿仪3的测试分析进行综合分析处理，形成最终结果并进行输出和实时显示。该系统借助机器视觉相关技术及理论，以连续、高频率的测试手段对接触网进行实时、动态测试，从而替代传统接触式检测方式及基于激光雷达的非接触死检测方式，提高接触网检测精度，同时借助图像学领域相关理论及手段，能有效提取接触网定位管、锚段、分相等重要特征，把接触网的检测推向了另一高度，为接触网的运营安全提供更可靠的理论指导依据。

本发明采用的技术方案如下：一种基于机器视觉的非接触式几何参数检测系统，包括中央主机4，其特征在于：

还包括线阵相机1、安装支架7、嵌入式计算机2；

所述线阵相机1安装于安装支架上7，且与嵌入式计算机2相连；

所述嵌入式计算机2与中央主机4相连。

作为优选，还包括测试补偿仪3，所述测试补偿仪3安装在安装支架7下方的检测车上并且与中央主机4相连。

作为优选，所述测试数据补偿仪3为拉线传感器或面阵相机。

作为优选，还包括光源照明组6，紧靠线阵相机1安装于安装支架7上。

作为优选，还包括滤光片，滤光片安装于线阵相机1镜头前。

作为优选，所述线阵相机1包含至少两个。

作为优选，所述光源照明组6为LED线性光源组、大功率激光光源组或高强度聚光灯光源组。

作为优选，所述光源照明组6光源照明方向与线阵相机1检测方向一致。

作为优选，还包括相机封装盒5，所述安装有滤光片的线阵相机1封装于相机封装盒5内。

作为优选，还包括光源挡板8，所述光源挡板8安装在安装支架上，并相对于线阵相机1位于相机照明组6的另一侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用光源照明组对线阵相机进行补光，便于目标提取及识别；

2、采用滤光片安装在线阵相机镜头前，可以滤掉部分阳光、线路灯光等环境光线污染；

3、线阵相机封装于相机封装盒内便于防水防尘等；

4、设置光源挡板，可以减少光源散射能量，有效利用光源能量；