[发明专利]针对铁路接触导线导高与拉出值的单目视觉测量方法

说明书

一种针对铁路接触导线导高与拉出值的单目视觉测量方法，是在单目视觉测量系统上实现，包括：分别建立世界坐标系和相机坐标系，分别标定线阵相机的内部参数和外部参数，以及标定扫描振镜的参数；将单目视觉测量系统设置在铁轨上；激光器发射激光，经扫描振镜反射，并扫描接铁路接触导线下表面，在铁路接触导线下表面形成一个光点，并在线阵相机上成像；通过所述的光点在线阵相机上成像的像素坐标，以及标定过的线阵相机的内部参数和外部参数，以及扫描振镜的参数计算出光点在世界坐标系下的坐标；通过光点在世界坐标系下的坐标，分别得到铁路接触导线导高值和拉出值。本发明测量效率和准确度高，响应速度快，能实现接触导线导高和拉出值实时检测。

技术领域

本发明涉及一种铁路接触导线导高与拉出值的测量方法。特别是涉及一种针对铁路接触 导线导高与拉出值的单目视觉测量方法。

背景技术

在电气化铁路中,电力机车通过受电弓从接触网获取电能,实现电力牵引。接触导线起着为 电力机车供电的作用,接触导线的高度和位置都会影响受电弓的受流质量,严重时还会导致刮 弓造成重大损失。因此,能否实现接触导线导高和拉出值的准确测量具有重大的意义。

目前，应用较多的导高与拉出值测量方法有以下几种:

方法一：利用角位移传感器和压力传感器进行接触式测量。应用电应变原理,将角度变化 和压力变化线性地转换为与之相对应的电气量。将角位移传感器安装于受电弓的主轴上,或与 主轴相连的四连杆上,随着主轴的转动,即可直接获得角度测量信号，根据角度的变化计算导高 的变化。将压力传感器装在受电弓上，根据受电弓的压力分布计算拉出值。

方法二：激光相位式非接触测量。用无线电波段的频率对激光束进行幅度调制,并测定调 制光往返测线一次所产生的相位延迟,再根据调制光的波长,换算此相位延迟所代表的距离。利 用测得的距离值和激光测距仪的旋转角度计算导高和拉出值。

上述方法存在以下的缺点和不足：

方法一中受电弓及传感器机械部分的转动和同步响应速度慢,使得测量精度低,误差大,同 时传感器的机械转动容易损坏受电弓。

方法二的装置需要人工参与,且测量时需要将装置固定在铁轨上，且对准方式多为机械式对准， 测量效率低,施工周期长,耗费人力多，不便于多点测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够快速测量铁路接触导线导高与拉出值的针 对铁路接触导线导高与拉出值的单目视觉测量方法。

本发明所采用的技术方案是：一种针对铁路接触导线导高与拉出值的单目视觉测量方法， 是在单目视觉测量系统上实现，所述的单目视觉测量系统包括有：检测车，分别设置在检测 车上的线阵相机和扫描振镜，以及用于向扫描振镜发射激光的激光器，测量方法包括如下步 骤：

1)分别建立世界坐标系和相机坐标系，分别标定线阵相机的内部参数和外部参数，以及 标定扫描振镜的参数；

2)将单目视觉测量系统设置在铁轨上；

3)激光器发射激光，经扫描振镜反射，并扫描接铁路接触导线下表面，在铁路接触导线 下表面形成一个光点，并在线阵相机上成像；

4)通过所述的光点在线阵相机上成像的像素坐标，以及标定过的线阵相机的内部参数和 外部参数，以及扫描振镜的参数计算出光点在世界坐标系下的坐标；

5)通过光点在世界坐标系下的坐标X₀、Y₀，分别得到铁路接触导线导高值Y₀和拉出值X₀。

所述的扫描振镜的反射光所形成的平面与线阵相机的像素列共面。