一种城轨列车受电弓中心线偏移在线检测装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107588720A(43)申请公布日2018.01.16(21)申请号201710719726.4(22)申请日2017.08.21(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人吴波陈叶健裴卫卫胡雪冰朱慕涵邢宗义(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人薛云燕(51)Int.Cl.G01B11/00(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图4页(54)发明名称一种城轨列车受电弓中心线偏移在线检测装置及方法(57)摘要本发明公开了一种城轨列车受电弓中心线偏移在线检测装置及方法。该装置包括中央处理单元、车轮轴位传感器、车号识别天线、光电传感器、工业闪光灯、工业相机和支架。方法为：工业相机获取受电弓前、后侧面图像，车号识别天线获取当前所检测列车车号信息；将获取的受电弓前、后侧面图像进行滤除电磁干扰处理；然后进行边缘提取，得到受电弓边缘和接触线边缘；采用基于梯度方向的离散Hough变换算法和模板匹配算法得到接触点坐标；进行羊角定位，并提取羊角边界点，得到受电弓中心线位置；通过相机标定的方法，获取工业相机的内参数和外参数，从而计算出现实坐标系下的中心线偏移值。本发明使用在线非接触式测量，具有测量精度高、实施简单方便的优点。CN107588720ACN107588720A权利要求书1/3页1.一种城轨列车受电弓中心线偏移在线检测装置，其特征在于，包括中央处理单元，以及与中央处理单元连接的车轮轴位传感器D、车号识别天线AEI、第一～二光电传感器P1～P2、第一～八工业闪光灯L1～L8、第一～二工业相机C1～C2，其中第一～八工业闪光灯L1～L8、第一～二工业相机C1～C2均设置于支架A上，所述车轮轴位传感器D、车号识别天线AEI、第一光电传感器P1、支架A和第二光电传感器P2沿着列车运行方向顺次设置；所述车轮轴位传感器D安装于轨道内侧，车号识别天线AEI安装于轨道正中间并且与车轮轴位传感器D之间的水平距离为M1；第一光电传感器P1的接收端与发射端垂直安装于轨道两侧，与车号识别天线AEI之间的水平距离为M2，与轨道平面之间的垂直距离为h1，第一光电传感器P1的接收端与发射端之间的距离为S1；所述支架A与光电传感器P1之间的水平距离为M3，第一、二工业闪光灯L1、L2和第五、六工业闪光灯L5、L6分别安装在支架A一侧的两端，第三、四工业闪光灯L3、L4和第七、八工业闪光灯L7、L8分别安装在支架A另一侧的两端，支架A两端的距离为S1，第一～八工业闪光灯L1～L8与轨道平面之间的垂直距离为h2；第一工业闪光灯L1和第二工业闪光灯L2、第三工业闪光灯L3和第四工业闪光灯L4、第五工业闪光灯L5和第六工业闪光灯L6、第七工业闪光灯L7和第八工业闪光灯L8分别以角度α1、α2、α3、α4对受电弓补光；第一工业相机C1和第二工业相机C2安装在轨道中心轴线位置，与轨道平面之间的垂直距离为h3，第一工业相机C1和第二工业相机C2之间的距离为M5，分别以俯角β1、β2对受电弓进行拍摄；所述第二光电传感器P2的接收端与发射端分别安装于轨道两侧，与支架A之间的水平距离为M3，与轨道平面之间的垂直距离为h1，第二光电传感器P2的接收端与发射端之间的距离为S1。2.根据权利要求1所述的城轨列车受电弓中心线偏移在线检测装置，其特征在于，所述车号识别天线AEI与车轮轴位传感器D之间的水平距离M1取值范围为2～3m，第一光电传感器P1与车号识别天线AEI之间的水平距离M2取值范围为1～2m，第一光电传感器P1与轨道平面之间的垂直距离h1取值范围为4～4.2m，第一光电传感器P1的接收端与发射端之间的距离S1取值范围为4～5m，所述第二光电传感器P2与支架A之间的水平距离M4取值范围为3～4m。3.根据权利要求1所述的城轨列车受电弓中心线偏移在线检测装置，其特征在于，所述支架A与光电传感器P1之间的水平距离M3取值范围为3～4m，支架A两端的距离S1取值范围为4～5m，第一～八工业闪光灯L1～L8与轨道平面之间的垂直距离h2取值范围为4.2～4.5m；所述第一工业闪光灯L1和第二工业闪光灯L2、第三工业闪光灯L3和第四工业闪光灯L4、第五工业闪光灯L5和第六工业闪光灯L6、第七工业闪光灯L7和第八工业闪光灯L8分别以角度α1、α2、α3、α4对受电弓补光，α1、α2、α3、α4取值范围为30°～60°；第一工业相机C1、第二工业相机C2与轨道平面之间的垂直距离h3取值范围为4.5～5.5m，第一工业相机C1、第二工业相机C2之间的距离M5取值范围为0.6～1m，分别以俯角β1、β2对受电弓进行拍摄，β1、β2取值范围为5°～15°。4.根