[发明专利]车体姿态检测装置和接触线动态偏移量检测系统

说明书

一种车体姿态检测装置和接触线动态偏移量检测系统，车体姿态检测装置包括：设于车体底部的第一车底图像采集单元和第二车底图像采集单元，第一车底图像采集单元的采光轴朝向第一铁轨，用于采集第一铁轨的轮廓和位置数据，第二车底图像采集单元的采光轴朝向第二铁轨，用于采集第二铁轨的轮廓和位置数据；处理器，用于执行以下步骤：步骤1：根据第一铁轨的轮廓和位置数据计算车体的第一姿态，以及根据第二铁轨的轮廓和位置数据计算车体的第二姿态；步骤2：通过第二姿态对第一姿态进行校验，并在通过校验时以第一姿态作为当前车体姿态。车体姿态检测装置实现了车体姿态的实时检测，还可以提高车体姿态检测的准确性。

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，特别涉及一种车体姿态检测装置和包括该车体姿态检测装置的接触线动态偏移量检测系统。

背景技术

地铁具有节省土地、运量大、速度快等优点，是城市交通的重要组成部分。为了了解地铁列车的实时运行情况，保障地铁列车的安全运行，需要对车体姿态进行实时检测。

车体姿态检测的目的是获得机车车辆的动态偏移限界，进而可以判断机车在运行过程中是否与临线车辆发生刮碰现象或是否超限。现有车体姿态检测方法包括：采用激光测距技术检测机车车辆的偏移量或是否超限；利用双光幕拼接与图像处理技术对货车端部进行检测；采用漫反射、激光偏振光反射及具有背景屏蔽功能的激光漫反射检测的组合式检测；采用红外技术或CCD摄像和图像处理技术检测车体超限情况；采用结构光和CCD摄像机进行铁路货车超限检测。但是，现有车体姿态检测装置都只能对机车车辆静态或通过固定点时的超限情况进行检测，不能随机地对列车运动姿态进行实时检测。因此，期待开发一种结构简单、测量准确度高的车体姿态检测装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种车体姿态检测装置及包括该车体姿态检测装置的接触线动态偏移量检测系统，以实现车体姿态的实时检测、提高车体姿态的检测精度，以及实现接触线动态偏移量的实时检测，避免车体姿态变化带来的检测误差。

本发明一方面提出一种车体姿态检测装置，包括：

第一车底图像采集单元和第二车底图像采集单元，所述第一车底图像采集单元和所述第二车底图像采集单元均设于车体底部，所述第一车底图像采集单元的采光轴朝向一对铁轨中的第一铁轨，用于采集所述第一铁轨的轮廓和位置数据，所述第二车底图像采集单元的采光轴朝向所述一对铁轨中的第二铁轨，用于采集所述第二铁轨的轮廓和位置数据；

处理器，所述处理器用于执行以下步骤：

步骤1：根据所述第一铁轨的轮廓和位置数据计算车体的第一姿态，以及根据所述第二铁轨的轮廓和位置数据计算车体的第二姿态；

步骤2：通过所述第二姿态对所述第一姿态进行校验，并在通过所述校验时以所述第一姿态作为当前车体姿态。

优选地，所述第一车底图像采集单元和所述第二图像采集单元通过安装支架设于车体底部，且所述第一车底图像采集单元和所述第二图像采集单元相对于所述车体的纵向中心面对称设置。

优选地，所述第一车底图像采集单元和/或第二车底图像采集单元包括激光器和CCD光电探测器。

优选地，所述根据所述第一铁轨的轮廓和位置数据计算车体的第一姿态包括：

步骤101：获取所述第一铁轨的标准图像数据，所述标准图像数据包括所述第一铁轨的标准轮廓和所述标准轮廓对应的初始坐标；

步骤102：在所述标准轮廓内确定标准参考点和以所述标准参考点为坐标原点的标准参考坐标系，将所述标准参考点的坐标记为P₀₁(x₀₁,y₀₁)，将所述标准参考坐标系记为XP₀₁Y，其中，x₀₁,y₀₁分别表示所述标准参考点在图像参考坐标系中的横坐标、纵坐标；