[发明专利]一种车载非接触式接触网几何参数动态检测系统及方法

说明书

本发明涉及测量技术领域，公开了一种车载非接触式接触网几何参数动态检测系统及方法。检测系统包括设置于车顶用于检测接触网的几何检测单元、设置于车体内的控制单元以及设置于车底的用于检测车体振动的振动补偿单元；所述几何检测单元包括激光雷达、线阵相机和光源；所述激光雷达设置于几何检测单元中央；所述线阵相机设有两组，每组两个，两组线阵相机分别设置于激光雷达的两侧，同组的线阵相机相对车顶倾斜设置；所述激光雷达、线阵相机分布在同一直线上，激光雷达的扫描区域和线阵相机的检测区域处于同一检测平面；所述光源设置于激光雷达两侧。本检测系统及方法检测精度高、结构简单、安装简便。

技术领域

本发明涉及检测技术领域，更具体地，涉及一种车载非接触式接触网几何参数动态检测系统及方法。

背景技术

接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触线与受电弓之间的良好接触是保证电力机车取流质量的关键。随着中国铁路事业的快速发展，电气化铁路里程的不断增加，接触网检修的强度与难度都不断增大。为提高故障检测速度、保障线路的安全运营，研制一种高速高精度接触网检测设备便显得尤为迫切。铁路总公司于2012年7月推出了《高速铁路供电安全检测监测系统及方法(6C系统及方法)总体技术规范》，在该文件中，详细阐述了对接触网几何参数的检测要求，即接触导线高度为5000~7000mm，精度10mm；拉出值为-600~+600mm，精度25mm。

目前车载接触网几何参数动态检测设备系统有以下几种：

（1）采用接触式检测，安装困难、结构复杂、精度低；

（2）采用非接触式单一传感器，检测效果差、精度低；

（3）无车体振动补偿、或车体振动补偿不到位，检测结果与实际测量值偏差较大。

以上方案无法实现指导电气化铁路状态修的目的，不能满足电气化铁路运用的要求。

本文中接触网：铁路沿线上空架设的特殊形式的输电线路，主要为机车提供动力，是轨道交通的重要组成部分。几何参数：接触网对于轨道中心点的垂直和水平距离分别称为导高和拉出值，都称为接触网的几何参数。轨距和轨距点：轨距指钢轨顶面以下10-16mm范围内两股钢轨之间的最小距离；取钢轨顶面以下16mm处的圆弧拐点为轨距点。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种结构简单、安装简便、高精度的车载非接触式接触网几何参数动态检测系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种车载非接触式接触网几何参数动态检测系统，包括设置于车顶用于检测接触网的几何检测单元、设置于车体内的控制单元以及设置于车底的用于检测车体振动的振动补偿单元；所述几何检测单元包括激光雷达、线阵相机和光源；所述激光雷达设置于几何检测单元中央；所述线阵相机设有两组，每组两个，两组线阵相机分别设置于激光雷达的两侧，同组的线阵相机相对车顶倾斜设置；所述激光雷达、线阵相机分布在同一直线上，激光雷达的扫描区域和线阵相机的检测区域处于同一检测平面；所述光源设置于激光雷达两侧；

在所述两组线阵相机中，由同组的两个线阵相机形成对接触网的双目测量，再由左右两组线阵相机形成对接触网的双-双目测量；所述控制单元结合几何检测单元和振动补偿单元检测的数据进行计算，得到接触网的导高和拉出值几何参数。

为了提高检测精度，所述振动补偿单元包括两只二维轮廓扫描传感器，分别扫描左右钢轨；所述二维轮廓扫描传感器与所述几何检测单元处于车体的同一横截面上。

所述控制单元包括工控机、数据采集卡以及显示器，所述工控机通过数据采集卡采集几何检测单元和振动补偿单元的数据并进行计算以得出导高和拉出值，并在显示器上显示。

本发明的另一目的在于提供一种应用了上述车载非接触式接触网几何参数动态检测系统的检测方法，包括以下步骤，