[发明专利]基于观测基准失稳补偿的接触网偏移量检测方法

摘要

一种基于观测基准失稳补偿的接触网偏移量检测方法，包括步骤选定检测跨、设置定位点标靶、设置跨中点标靶、架设数码相机、设置背景标靶、安装风速风向仪、获取数据、数据处理、分析计算和输出结果。所述步骤获取数据：数码相机和风速风向仪同时工作获取的数据在同一时间坐标体系中进行保存；所述步骤数据处理：将时间坐标等分为N段形成N+1个时间点，在时间点处截取的数据构成N+1组输入数据；所述步骤分析计算：对N+1组输入数据进行图像转化识别和计算处理；所述步骤输出结果包括：（1）定位点标靶的位移时程曲线及振动频率；（2）跨中点标靶的位移时程曲线及振动频率；（3）支柱沿垂直于接触网的线路方向的振动曲线及振动频率。

主权项

一种基于观测基准失稳补偿的接触网偏移量检测方法，所述检测方法用于电气化铁路接触网在自然外力影响下偏移量的检测和分析，其特征在于：所述检测方法包括以下步骤： 1）选定检测跨：选定任意两个相邻的定位悬挂之间的接触网为检测跨；2）设置定位点标靶：在检测跨的一个定位悬挂上设置接触导线定位点标靶；3）设置跨中点标靶：在检测跨的跨中部位的接触导线和承力索上分别设置接触导线跨中点标靶和承力索跨中点标靶；4）架设数码相机：在检测跨的另外一个定位悬挂支柱上安装定位点数码相机和跨中点数码相机各一部，两部相机的分辨率和拍摄帧率一致；定位点数码相机的安装位置高于定位点标靶0.5米以上，定位点标靶在定位点数码相机的取景范围之内；跨中点数码相机的安装位置高于跨中点标靶0.5米以上，跨中点标靶在跨中点数码相机的取景范围之内；5）设置背景标靶：在定位点标靶的后方设置至少一个背景标靶，背景标靶在定位点数码相机和跨中点数码相机的取景范围之内，背景标靶不被定位点标靶或者跨中点标靶所遮挡；6）安装风速风向仪：在距离检测跨20‑50米的位置安装风速风向仪，风速风向仪的高度在电气化铁路轨面以上5‑6.5米；7）获取数据：在设定工作期间内，定位点数码相机、跨中点数码相机和风速风向仪同时工作，获取的数码影像数据和风速风向数据在同一时间坐标体系中分别进行保存；8）数据处理：将时间坐标的长度划分为N段形成N+1个时间点，在每个时间点处截取的定位点数码照片、跨中点数码照片和风速风向数据为一组输入数据，共有N+1组输入数据；9）分析计算：包括以下步骤：（1）将N+1组输入数据中的定位点标靶及其背景标靶的数码照片转化为N+1个定位点二值化图像，按照时间递增的方式，对N+1个定位点二值化图像进行比较，计算出在对应的风速风向条件下定位点标靶、背景标靶的偏移量；（2）将N+1组输入数据中的跨中点标靶及其背景标靶的数码照片转化为N+1个跨中点二值化图像，按照时间递增的方式，对N+1个跨中点二值化图像进行比较，计算出在对应的风速风向条件下跨中点标靶、背景标靶的偏移量；（3）基准失稳自由度计算，采用以下方式之一：A）给N+1个定位点二值化图像设置相同的正交坐标系，根据图像在正交坐标系的位置和背景标靶的偏移量，计算出观测基准失稳的横移值和点头角；B）给N+1个跨中点二值化图像设置相同的正交坐标系，根据图像在正交坐标系的位置和背景标靶的偏移量，计算出观测基准失稳的横移值和点头角；（4）计算伪偏移：采用以下方式之一：C）给N+1个定位点二值化图像设置相同的正交坐标系，确定同一张图像中的定位点标靶和背景标靶的相对位置，对同一数码相机中不同时间坐标位置的图像进行比较，计算出该数码相机观测基准失稳所产生的偏移值为定位点标靶的伪偏移;D）给N+1个跨中点二值化图像设置相同的正交坐标系，确定同一张图像中的跨中点标靶和背景标靶的相对位置，对同一数码相机中不同时间坐标位置的图像进行比较，计算出该数码相机观测基准失稳所产生的偏移值为跨中点标靶的伪偏移;（4）计算修正：采用以下方式之一：E）步骤（1）的计算结果减去步骤C）的计算结果，获得定位点标靶的绝对偏移量；F）步骤（2）的计算结果减去步骤D）的计算结果，获得跨中点标靶的绝对偏移量；10）输出结果：在对应风速风向条件下输出结果包括：（1）定位点标靶的位移时程曲线及振动频率；（2）跨中点标靶的位移时程曲线及振动频率；（3）支柱沿垂直于接触网的线路方向的振动曲线及振动频率。