[发明专利]有效防止环境光干扰的来车触发系统

说明书

本发明公开了一种有效防止环境光干扰的来车触发系统，包括：激光器和测试部件；激光器，波长为800～1000nm的线性激光器，投射的激光能照射在列受电弓上；测试部件，从前到后依次安装为一体的滤光片、镜头、光阑及光电探测器；滤光片为带通滤光片，其透射波长同激光器波长；镜头用于将进入的光聚焦在光阑上；光阑仅允许部分光进入光电探测器；光电探测器基于接收到的光产生电信号后向外接设备发送信号；投射在受电弓上激光条的长度为进入光阑光线长度的10～30倍。该来车触发系统，其能够应用在2m及以上测距、户外的场景，防止各季节环境光的影响，响应速度达ns级，响应速度快，同时可使用小功率激光器，提高使用安全性。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，具体涉及一种有效防止环境光干扰的来车触发系统。

背景技术

随着技术的进步，高铁的速度也越来越快，若要对运行中的高铁进行实时监测，则被测目标可能只有几十微秒的测量时间。受电弓是列车上关键装备，其状态的好坏直接影响到列车的安全运行。在现有的受电弓检测需求中，有一种需求是在其全速运动状态下进行检测。在利用面阵相机拍摄受电弓判断其状态好坏的技术方案中，由于相机的帧率有限，若采用连续拍摄方式容易出现漏过被测目标的现象。特别是高分辨率的相机，其帧率更低。对于这种应用，需要一个触发系统让相机采用一次性拍摄，而不是连续拍摄的方式。现有触发系统有的采用激光测距方式，响应速度为毫秒级、成本较高；有的采用激光三角测距法，如CN102556116A采用一维感光阵列的方案，但该方案安装在车底，工作距离近，对抗环境干扰光的要求不高。若用于远距离触发，则需要很高光功率的激光器，使用过程不安全。

在受电弓检测的应用中，传感器一般安装在离受电弓高2m以上的龙门架上，车身顶部部分区域为白色，受电弓是黑色(激光的反射率低)，这意味着为避免误触发，则触发系统的抗环境光性能必须优异。CN102556116A公开的方案中抗环境光干扰性差，主要原因是：激光的功率密度虽高于环境光，但能进入到感光单元的环境光面积远大于激光(类似脸盘中1mm高的水，与杯子中20mm高水)，若和相机一样增加感光单元的个数(增加分辨率)，则处理速度会下降，从而不能满足高速响应的要求。

此外，现有光电探测器多应用在室内、测距1m以内的场景，其不适用于户外、2m及以上测距范围使用，因环境光特别是夏日阳光会对测试结果的准确性产生较大影响。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种有效防止环境光干扰的来车触发系统，其能够应用在2m及以上测距、户外的场景，防止各季节环境光的影响，响应速度达ns级，响应速度快，同时可使用小功率激光器，提高使用安全性。

技术方案如下：

一种有效防止环境光干扰的来车触发系统，包括：激光器和测试部件；

激光器，波长为800～1000nm的线性激光器，架设在列车经过位置的正上方，其投射的激光能照射在列车顶部的受电弓上；

测试部件，从前到后依次安装为一体的滤光片、镜头、光阑及光电探测器；所述滤光片为带通滤光片，其透射波长同所述激光器波长；所述镜头用于将进入的光聚焦在所述光阑上；所述光阑仅允许部分光进入光电探测器；所述光电探测器基于接收到的光产生电信号后向外接设备发送信号；

所述激光器发射激光打在受电弓上，经受电弓反射，依次进入滤光片、镜头、光阑及光电探测器；

投射在受电弓上激光条的长度为进入光阑光线长度的10～30倍。

进一步，所述光阑的长度利用以下公式计算：

镜头焦距×光电探测器的视场长度/镜头到B点的距离；

所述光阑的宽度利用以下公式计算：

镜头焦距×光电探测器的视场宽度/镜头到B点的距离；

式中，B点为激光器光轴、光电探测器光轴与受电弓的交点。