[发明专利]一种高铁接触网接几何参数检测非接触式补偿及卡尔曼滤波修正方法

摘要

本发明公开了一种高铁接触网接几何参数检测非接触式补偿及卡尔曼滤波修正方法。主要包括以下步骤：首先通过轮对上的编码器，等间距触发摄像机采集视频图像；利用预测策略，预测目标光斑在图像中出现的区域；利用质心法和图像形态学方法定位目标光斑在图像中的位置；通过角度传感器检测侧滚振动的角度，利用坐标变换对振动进行补偿；借助光斑在“图像坐标系”位置到最后“世界坐标系”位置的映射变换，求出导高和拉出值；最后利用卡尔曼滤波方程对检测值进行修正。本发明有效地克服了系统检测精度低，实时处理性能差等问题，提高了系统的处理效率，较好地解决了高速接触网在线检测对实时性和精度性的要求。

主权项

1.一种高铁接触网接几何参数检测非接触式补偿及卡尔曼滤波修正方法，在接触网接触网几何参数检测中通过轮对上的编码器，等间距触发摄像机采集视频图像，并将一个角度传感器安装在检测车底座上，通过传感器测量出侧滚振动的倾角；利用预测策略，预测目标光斑在图像中出现的区域；利用质心法和图像形态学方法定位目标光斑在图像中的位置；通过角度传感器检测侧滚振动的角度，利用坐标变换对振动进行补偿；借助光斑在“图像坐标系”位置到最后“世界坐标系”位置的映射变换，求出导高和拉出值；最后利用卡尔曼滤波方程对检测值进行修正，其具体工作步骤包含： A、通过架设于检测车上方的激光器，发射线激光打在接触线上呈现亮斑，利用CCD摄像机采集装置，实时采集接触线高清图像； B、对采集的图像进行预处理，并实现对其中激光打在接触线位置的检测和定位： a、根据接触线在空间分布，采用“之”字形架设满足线性变化的特征，对其建立线性方程实现对目标光斑在图像中可能出现的区域进行预测； b、对目标预测区域采用图像形态学及质心法进行图像预处理，并实现对目标光斑在图像平面坐标系的定位； C、通过角度传感器测量出的侧滚振动的倾角，借助坐标变换公式对目标光斑作坐标变换，求出在世界坐标系下的图像位置坐标；定位出接触线在该处的导线高度和拉出值; D、利用卡尔曼滤波方法修正接触线导高几何参数 其模型参数修正方程： 准确修正相邻两悬挂点的纵向高度差h和不等高悬挂的斜驰度F;式子中：l为相邻两悬挂点的横向水平距离；x为沿列车运行方向的水 平位置；y为接触线的导高。