[发明专利]弓网状态的监测装置

说明书

本发明提供一种弓网状态的监测装置，包括：双目视频同步采集设备、车载服务器、计算模块、以及在线校准模块；由双目视频同步采集设备获取接触线与受电弓之相交区域的第一图像和第二图像，进而车载服务器将第一图像和第二图像对准，进行立体匹配，获取匹配的对应点，通过计算所述对应点的视差，获得视差信息和视差图，而后计算得到深度信息，计算模块通过多个对应点的深度信息，计算得到弓网之几何参数，进而车载服务器通过弓网之几何参数，获得弓网的状态。另外，在线校准模块用于发现所述双目视频同步采集设备的内部参数和/或外部参数发生的变化，并通过计算及时修正原始图像或弓网之几何参数的计算过程。

技术领域

本发明涉及智能化全自动弓网视频监视技术领域，特别涉及一种弓网状态的监测装置。

背景技术

在我国电气化铁路停电、停运事故中，弓网事故占总事故的80％左右，因此，保证受电弓的正常运行一直是当下研究的一大课题。消灭弓网事故被列为轨道交通的四大攻坚战之一。为了改进接触网的维护工作，除了增加零部件的使用寿命，提高设备管理水平外，增加对弓网状态的监视和诊断技术非常有必要。接触网作为地铁轨道工程中的主要组成部分，具体包括用于与受电弓摩擦接触的接触线，接触线沿着轨道上空按“之”字形架设，供装设在地铁列车上的受电弓取电流使用。而由于施工质量不高或日常检修不及时，其中受电弓、接触网或者弓网关系(也即弓网系统的接触点)都有可能出现问题，比如受电弓滑板偏磨、羊角缺损、羊角变形，接触网异物脱落、接触网磨损等，一旦发生，将造成严重的弓网事故，因此实时监测接触网的状态是非常关键的。

国内外弓网状态检测从发展以来主要有四种方式：

(1)早期的人工现场巡检

此类方式属于静态测量，不能反应接触网运行时的真实状态，同时效率低、速度慢，并且耗费大量的人力物力；

(2)定点检测

设定一些固定的监测点，对弓网进行检测；定点检测拖延现象比较严重，另外定点检测只能单方面检测受电弓状态，且不具备实时性；

(3)检测车现场检测

相较于人工现场巡检，此类方式可从一定程度上做到动态测量，检测速度有所提高，但由于受检测时间和行车计划安排的限制，只能定期检测，不能满足轨道交通频繁检测的需要，另外对检测人员的目测水平要求较高，受人为因素干扰很强；此外，由于检测车的巡检与列车正式运营工况不同，检测车只能单方面监测接触网，不能检测受电弓，也不能检测弓网关系；

(4)利用“弓网状态在线监测系统”进行实时监测

此类系统直接安装在车顶，可实时监视弓网运行状态并检测接触网拉出值、导高值等参数。但目前现有的技术大部分采用激光发射器，用激光发射激光在接触线上形成光斑，然后通过特征提取和图像匹配的方式，计算出图像对应点的位置偏差，从而获取接触网的位置参数，但是其缺点是设备成本高昂。

此外，也有采用单目摄像机对弓网进行拍摄并计算接触网参数，但传统单目相机由于无法准确获得深度信息，因此存在无法区分复杂背景下的接触网线的视觉处理上的瓶颈问题，如无法分辨一些与接触线类似的电缆等。针对受电弓完整性监测、接触网动态几何参数监测、跨距内接触线高低差及导线坡度监测等，现有普遍采用的激光雷达技术、激光三角测量技术需要对车体做改造。激光雷达技术不具备智能化，仅实现接触网动态几何参数检测；激光三角测量技术对前期标定，后期定期维护要求很高，激光三角测量也只能针对接触网动态几何参数监测，且范围小，精度不高，功能实现不完整。另外，随着监测功能的增加，针对不同功能，弓网在线网监测系统的设备数量就会相应增加，车顶监测设备的安装数量多，工序繁琐，控制难度高，能耗大。车厢内安装的车载服务器的硬件配置要求增高，集成困难，检测算法复杂，很难实现高精度监测，容易出现误报警、漏报警。

发明内容