城市軌道交通接觸軌檢測裝置的製作方法

2023-10-24 12:48:22

專利名稱：城市軌道交通接觸軌檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及軌道檢測設備領域，特別是涉及一種城市軌道交通接觸軌檢測裝置。
背景技術：
由於社會進步、城市規模不斷擴大、人口密度迅速增加和城市交通擁堵的情況日益嚴重，地鐵已經成為城市軌道交通發展的重要方向之一。同時，地鐵對於提高土地利用效率、改善人類居住環境、實現人車立體分流、減少環境汙染、保持城市歷史文化景觀等都具有十分顯著的作用，因此得到政府、社會及廣大市民的關注。在地鐵的供電方式中，接觸軌(即第三軌)供電有著單位電阻小、節省能耗、安裝方便、耐腐蝕性等優點，使接觸軌的運用前景越來越廣泛。為了使接觸軌能夠長期高效運行，相關部門對接觸軌的檢測提出了更為嚴格的要求。目前，接觸軌供電方式在地鐵牽引供電系統中被大量採用，而接觸軌幾何參數的動態檢測在中國國內還是一片空白，接觸軌距離走行軌的垂直高度和水平位移，是衡量集電靴與接觸軌受流特性的重要指標。因此，研究接觸軌動態檢測原理，研製地鐵接觸軌車載動態檢測系統，定期對地鐵接觸軌幾何參數進行檢測，是保證牽引供電系統正常運行的重要手段。而在現有技術中，尚未有很好的解決方案和設備來對城市軌道交通的接觸軌進行檢測。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種城市軌道接觸軌檢測裝置，通過研究地鐵接觸軌幾何參數檢測原理，通過車載接觸軌檢測設備，動態測量接觸軌與走行軌的垂直高度和水平位移，為接觸軌的日常維護提供真實準確的數據參考，保證集電靴與接觸軌受流穩定可靠，對整個地鐵牽引供電系統的穩定可靠運行具有重要的意義。為解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的一種城市軌道交通接觸軌檢測裝置，包括偏移補償模塊、信息定位模塊、融合處理模塊和圖像採集模塊，所述圖像採集模塊、偏移補償模塊和信息定位模塊的輸出端均與所述融合處理模塊連接，所述融合處理模塊包括圖像智能處理子模塊和人機界面及報表子模塊，所述圖像處理模塊為線陣CCD相機，所述偏移補償模塊為雷射測距傳感器，所述信息定位模塊為速度傳感器。進一步技術方案，本檢測裝置還包括電源模塊，電源模塊的輸出端連接電源穩壓變換電路，電源穩壓變換電路與所述圖像處理模塊、所述偏移補償模塊和所述信息定位模塊連接。更進一步技術方案，本檢測裝置各模塊之間的連接均採用屏蔽線連接。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是通過研究地鐵接觸軌幾何參數檢測原理，通過車載接觸軌檢測設備，動態測量接觸軌與走行軌的垂直高度和水平位移，為接觸軌的日常維護提供真實準確的數據參考，保證集電靴與接觸軌受流穩定可靠，對整個地鐵牽引供電系統的穩定可靠運行具有重要的意義；具有獨立的數據採集、分析處理功能；具有預置和隨時更改檢測設備所處的線路位置、啟動、暫停、運行和復位功能；實時在線檢測接觸軌幾何參數；檢測數據可存儲於硬碟上，便於事後數據曲線回放與分析處理及列印報表等；本檢測裝置還具有自檢測、自校驗功能。

圖1為本實用新型城市軌道交通接觸軌檢測裝置的原理方框圖；圖中1-偏移補償模塊，2-信息定位模塊，3-融合處理模塊，31-圖像智能處理子模塊，32-人機界面及報表子模塊，4-圖像採集模塊，5-電源模塊，6-電源穩壓變換電路。
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。如圖1所示，一種城市軌道交通接觸軌檢測裝置，包括偏移補償模塊1、信息定位模塊2、融合處理模塊3、圖像採集模塊4和電源模塊5。所述圖像處理模塊採用高速線陣 CCD相機(可軟體配置)檢測接觸軌內側及受流面灰度圖像，光源採用高亮扇形雷射光源。 所述偏移補償模塊1採用三角形雷射測距傳感器來測量車體橫向偏移。所述信息定位模塊 2採用速度傳感器，用於測量行駛速度及定位。所述融合處理模塊3通過可攜式計算機，利用雙目成像檢測原理及圖像處理算法檢測接觸軌幾何參數。所述圖像採集模塊4、偏移補償模塊1和信息定位模塊2的輸出端均與所述融合處理模塊3連接，所述融合處理模塊3包括圖像智能處理子模塊31和人機界面及報表子模塊32。所述電源模塊5採用作業車提供的AC 220V電源，其輸出端連接電源穩壓變換電路6，電源穩壓變換電路6輸出DC 5V和DC 12V的電壓，電源穩壓變換電路6通過與所述圖像處理模塊、所述偏移補償模塊1和所述信息定位模塊2連接來實現供電。本檢測裝置各模塊之間的連接均採用屏蔽線連接。本接觸軌檢測裝置系統能夠實時動態在線檢測，在開始運行前及運行過程中都可通過初始設置對話框設定檢測線路、行駛方向、開始區段、起始支柱號等，隨時可以通過菜單或工具欄按鈕對區段及定位進行調整；並可以通過參數設置對話框設置選擇檢測方式， 檢測參數通過曲線及數值的方式實時顯示於顯示器上，所有線路原始數據及每次檢測結果存儲在計算機硬碟上，文件名稱與站區名稱及檢測日期關聯，方便查詢，同時能實現曲線回放(歷史回溯)、單線比較分析及綜合比較分析等多種報表、曲線列印、曲線儲存(圖片)、 報表列印、報表儲存(excel表格)等。本接觸軌檢測裝置中，採用兩個線陣CCD相機作為一組測量單元，來測量三軌的幾何參數，線陣CCD相機是高精度的檢測儀器，對於相機的標定提出了很高的要求，相機的標定精度直接影響系統的檢測精度。通過機械設計，同時配備專用的安裝試驗平臺，使兩個線陣CCD相機的掃描區域重合。線陣CXD相機標定的目的是確定相機的圖像坐標系與物理空間中的坐標系(世界坐標系)之間的對應關係。只有當相機被準確的標定以後，才能根據二維圖像坐標計算出對應在物理空間中的實際位置，為了確定上述對應關係，需要知道線陣CCD相機的光學和幾何參數(內部參數)以及線陣CCD相機對外部參考坐標系的位置和方向(外部參數)。 線陣CXD相機的標定過程就是根據一組已知地理坐標系坐標和圖像坐標系坐標的點來確定相機的內部參數和外部參數。相機的標定結果除提供圖像點與空間點的映射關係外，還可以通過外極線方程來約束尋找同名點的搜索空間，從而降低匹配算法的複雜性，減少誤匹配率。光源的選取直接影響線陣C⑶相機的圖像質量，在光源的選取方面，經過發明人大量的試驗，採用雷射為線陣CCD相機提供光源。雷射具有亮度高、單色性好和方向性強的特點，適合為線陣CCD相機提供穩定可靠的光源。採用半導體雷射器，在雷射器的前端安裝柱面鏡，將雷射器點光源轉換為線光源， 只有光源足夠亮度時，光源照射的三軌目標區域才能被線陣CCD相機準確捕捉。在進行圖像特性檢測之前，首先需要對圖像進行預處理，目的是使低質量圖像得到改善，其中包括圖像的灰度修正和圖像平滑去噪。圖像的灰度修正就是對圖像進行逐點運算，而不改變圖像內的信息結構。主要包括圖像灰度的線性變換，灰度拉伸和直方圖均衡化等。在圖像特徵檢測之前進行圖像直方圖均衡化是十分有益的。根據圖像的直方圖，求出一個圖像灰度變換T，是的經過這個變換產生的新圖像直方圖接近理想的直方圖。即所謂的直方圖均衡化，這樣就將直方圖與灰度級變換結合起來。直方圖均衡化的物理意義不能改變灰度出現的次數(因為那樣會改變圖像的信息結構)，單可以改變出現次數所對應的灰度級，使特定區間內像素出現次數是相等的。圖像去噪、降低圖像噪音，可以用線性濾波器和非線性濾波器。最後需要說明的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，而不是對本實用新型技術方案的限定，任何對本實用新型技術特徵所做的等同替換或相應改進，仍在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種城市軌道交通接觸軌檢測裝置，其特徵在於包括偏移補償模塊、信息定位模塊、融合處理模塊和圖像採集模塊，所述圖像採集模塊、偏移補償模塊和信息定位模塊的輸出端均與所述融合處理模塊連接，所述融合處理模塊包括圖像智能處理子模塊和人機界面及報表子模塊，所述圖像處理模塊為線陣CCD相機，所述偏移補償模塊為雷射測距傳感器， 所述信息定位模塊為速度傳感器。
2.根據權利要求1所述的城市軌道交通接觸軌檢測裝置，其特徵在於本檢測裝置還包括電源模塊，電源模塊的輸出端連接電源穩壓變換電路，電源穩壓變換電路與所述圖像處理模塊、所述偏移補償模塊和所述信息定位模塊連接。
3.根據權利要求1所述的城市軌道交通接觸軌檢測裝置，其特徵在於本檢測裝置各模塊之間的連接均採用屏蔽線連接。
專利摘要本實用新型公開了一種城市軌道交通接觸軌檢測裝置，包括偏移補償模塊、信息定位模塊、融合處理模塊和圖像採集模塊，所述圖像採集模塊、偏移補償模塊和信息定位模塊的輸出端均與所述融合處理模塊連接，所述融合處理模塊包括圖像智能處理子模塊和人機界面及報表子模塊，所述圖像處理模塊為線陣CCD相機，所述偏移補償模塊為雷射測距傳感器，所述信息定位模塊為速度傳感器。本實用新型通過研究地鐵接觸軌幾何參數檢測原理，通過車載接觸軌檢測設備，動態測量接觸軌與走行軌的垂直高度和水平位移，為接觸軌的日常維護提供真實準確的數據參考，保證集電靴與接觸軌受流穩定可靠，對整個地鐵牽引供電系統的穩定可靠運行具有重要的意義。
文檔編號G01B11/02GK202080298SQ20112019073
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月8日 優先權日2011年6月8日
發明者於龍, 佔棟, 杜奎生 申請人:成都唐源電氣有限責任公司