[发明专利]一种轨道交通接触轨测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种轨道交通接触轨测量装置，其特征在于：它包括测量基准车架、图像采集及处理系统，测量基准车架包括测量行走轮（24）、测量车体框架（25）、弹性压紧轮（27），弹性压紧轮中的弹性压紧装置使测量行走轮（24）的两个轮子始终紧贴在左右走行轨内侧，为测量水平距离L提供基准，测量车体框架（25）用于保证测量行走轮(24)、弹性压紧轮(27)中的轮子压在走行轨顶面，为测量垂直高度H提供基准；图像采集和处理系统包括测量摄像机(22)、面光源或一字激光光源（21）、测量悬臂(23)、测量计算机(26)，测量悬臂(23)用于保证测量摄像机(21)相对于测量车架固定不动，同时测量摄像机的摄像头处于接触轨正下方，使用面光源照亮接触轨边沿或者使用一字激光器形成线光斑，测量计算机(26)处理由测量摄像头采集回来的图像数据得到测量数据，并计算得出水平距离L及垂直高度H。

2.一种轨道交通接触轨测量方法，其特征在于包括以下测量步骤：

1）仅使用一个测量摄像机，将测量摄像机的摄像头置于接触轨正下方，使用面光源照亮接触轨边沿或者使用一字激光器形成线光斑，测量摄像头所成图像中，形成包含接触轨边沿或激光光斑的图像区域；

2）首先锁定接触轨左侧边沿识别区域和右侧边沿识别区域，在这两个区域中使用边沿提取算法，得到左侧接触轨边沿直线、右侧接触轨边沿直线，选择所选区域中心所在的纵坐标，可计算出该纵坐标下左侧接触轨边沿所在点A的坐标（X_A，Y_A）,和右侧接触轨边沿所在点B的坐标（X_B，Y_B）,则可以得到识别中心C的坐标（X_C，Y_C）,同时得到接触轨在图像中的宽度LEN₁，单位为pixel,即为(X_B-X_A)；3）水平间距L、垂直高度H，可由以下方式求出：

水平间距L:L=L₀+α*（X₀-X_C）;

垂直间距H:H=H₀+H₁*LEN₀*β/LEN₁;

L₀—测量摄像头CCD传感器的中心距离走行轨内侧的距离，

X₀—接触轨在标准水平位置时，其中心在图像中的实际水平位置，

α—接触轨在当前高度时X方向每毫米对应的测量摄像头图像中的像素值，

X_C—中点坐标，即为（X_B-X_A）/2;

H₀—测量摄像头镜头的中心距离走行轨顶面的垂直距离,

H₁—测量摄像头镜头的中心距离图像传感器表面的垂直距离，

β—所用图像传感器每像素对应的实际宽度，LEN₁—接触轨所成图像的宽度，单位为pixel,LEN₀—接触轨实际宽度。