[发明专利]基于双目立体视觉的列车受电弓几何参数在线检测设备

权利要求书

1.基于双目立体视觉的列车受电弓几何参数在线检测设备，其特征在于：其包括检测棚，所述检测棚内设置有四组集成式视觉传感器，每组集成式视觉传感器均包含一对双目相机、以及对应的激光器，四组集成式视觉传感器分别安装于受电弓触发位置的左右两侧立柱，列车运行于两侧立柱之间的轨道，位于对应立柱下方的集成式视觉传感器均包含两个激光器，两个激光器分别将激光打在受电弓滑板下方平面区域的两侧，双目相机同时拍摄到这两条激光线，根据事先标定的结果，还原出两条激光线的空间坐标，进而拟合出受电弓滑板底面的平面方程，将其作为测量的基准面；位于上方的集成式视觉传感器包含一个激光器，激光器发出的激光与受电弓呈平行姿态构造出受电弓断面，双目相机同时拍摄到这条断面激光线，根据事先标定的结果，还原出激光线的空间坐标，即得到受电弓上表面断面的三维轮廓点云；

其还包括有对射型光电传感器，所述对射型光电传感器布置于集成式视觉传感器的相对于列车行进方向的后方，当向前运行的机车运行至检测棚内适当位置时，受电弓触发了对射型光电传感器，电气控制系统控制集成式视觉传感器开启，集成式视觉传感器的激光正好投射在受电弓的表面，硬触发4组集成式视觉传感器共8个相机拍照，采集到被线激光构造的受电弓表面图像，激光器起到构造受电弓表面特征的作用，相机将包含激光构造特征的受电弓图像拍摄后传输给工业PC，PC的检测程序根据相机采集到的图像，结合之前的三维标定数据，基于双目视觉原理计算得到受电弓被激光构造处的三维坐标，计算出受电弓的磨耗值和中心线偏移的结果数据，对结果数据进行判断处理及保存上传。

2.如权利要求1所述的基于双目立体视觉的列车受电弓几何参数在线检测设备，其特征在于：其电气控制装置包括检测机车到来的对射型光电传感器的触发模块、PLC中控单元、相机与激光器触发用的继电器、以及数据输出元器件；数据采集装置包括4组集成式视觉传感器组成数据采集装置，其中位于上方的每个集成式视觉传感器包含一个切向受电弓断面的激光器，位于下方的每个集成式视觉传感器包含两个横向受电弓断面的激光器；多台高性能的工业PC组成数据处理与上传单元，多台工业PC之间组成分布式网络系统协同作业。

3.如权利要求2所述的基于双目立体视觉的列车受电弓几何参数在线检测设备，其特征在于：获取受电弓全弓三维点云后，继而计算受电弓的各类几何参数，通过拟合上、下表面，得到上表面相对底面平面的距离，即磨耗值；整个受电弓三维点云的中心即确定受电弓空间位置中心，从而基于事先标定的轨道中心位置，计算该中心相对轨道中心的偏移量。

4.如权利要求3所述的基于双目立体视觉的列车受电弓几何参数在线检测设备，其特征在于：受电弓的滑板磨耗检测是获得受电弓滑板部分上表面到下表面的厚度值，计算受电弓上表面三维轮廓各点到底面基准平面的距离，即得到滑板各位置处的磨耗值；受电弓中心线偏移是获得受电弓中心相对轨道中心的横向偏移距离，将底面平面向上平移一段距离，平移后的平面与上表面轮廓拐角处相交，左右两个交点作为计算受电弓位置的依据，两点的中间即为受电弓中心，结合事先标定的数据转换还原为轨道坐标系下的实际物理坐标，与轨道中心位置相减即为受电弓中心线的偏移距离。