一种基于双目3D视觉的接触网几何参数动态检测仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于双目3D视觉的接触网几何参数动态检测仪，包括行进平台、信号触发控制系统、轨道测量系统、双目3D视觉系统、主机系统以及供电系统。上述行进平台为车载平台，上述信号触发控制系统主要提供触发控制信号，上述轨道测量系统完成轨道测距和轨道超高测量，上述双目3D视觉系统用于获取接触网图像数据，上述主机系统用于对图像识别、分析和处理，上述供电系统提供仪器的供电。本实用新型专利技术的有益效果为：能够持续高速、高精度检测接触网几何状态参数，包括轨距、导高、拉出值、超高、限界等参数以及吊弦、定位器、电连接数量等。

A dynamic detector of catenary geometric parameters based on binocular 3D vision

【技术实现步骤摘要】
一种基于双目3D视觉的接触网几何参数动态检测仪
本技术涉及轨道交通的接触网检测
，具体涉及一种基于双目3D视觉的接触网几何参数动态检测仪。
技术介绍
随着铁路建设项目增多，营业线、工程线施工频繁，接触网几何悬挂状态参数：导高，拉出值，超高，轨距等的维护及检修尤为重要。目前已有的几种检测手段主要包括：接触网测杆，属于静态检测。测量时使用专用测量杆一头搭在接触线上，另一头搭在钢轨面。具有人工读数慢，测量效率低、精度不高等缺点。分体式车载式检测仪，属于动态检测。测量时由人工推行巡检小车，检测速度可达0~3千米每小时，但是检测仪和巡检小车分体式结构，体积大、结构笨重，不适宜检测现场长期频繁使用。一体式车载检测仪，属于动态检测。通过人工推行巡检小车进行检测，检测仪和小车结构一体，解决了分体式结构大、体积重等问题，但是现有产品中，大部分检测速度只支持0~3千米每小时。检测速度仍旧停留在人工推行检测方式。目前现有装置都不能满足方便、快捷随时、随地、随线路的高效常规检修要求。尤其是当巡检小车推行速度加快，达到4千米每小时甚至更高时，即便是上述的一体式车载检测仪，也将无法获取清晰接触网图像。此外一体式检测的精度还远远达不到现场使用需求。现有的接触网检测工具和方法，也制约了接触网几何参数的检测的高速度和高精度要求。
技术实现思路
本技术的目的旨在至少解决以下缺陷：现有检测仪检测速度不能超过3千米每小时；检测精度差，设备体积重等缺陷。为此，本技术提出一种基于双目3D视觉的接触网几何参数动态检测仪，采用双目3D视觉、一体式测量结构模式。能满足0~160千米每小时的高速检测需求；检测精度可达到3毫米；体积不超过25千克；易于安装和使用且操作过程简单。本实现新型提供如下技术方案：一种基于双目3D视觉的接触网几何参数动态检测仪，其特征在于：包括行进平台、信号触发控制系统、轨道测量系统、双目3D视觉系统和主机系统以及供电系统；所述行进平台通过安装在横梁左右两侧的滚动轮直接架设在铁轨上，所述信号触发控制系统安装在行进平台滚轮内部，所述轨道测量系统安装在行进平台横梁内部，所述双目3D视觉系统设置在行进平台横梁上左右两边对称部分，所述主机系统设置在行进平台横梁中间部分，所述供电系统安装在行进平台横梁上部；所述行进平台为3D双目视觉设备提供车载平台，所述信号触发控制系统产生触发控制信号控制3D视觉系统和主机系统工作，所述轨道测量系统为倾角传感器和测距传感器，安装在行进平台横梁内部，完成轨道测距和轨道超高测量，所述双目3D视觉用于获取接触网特征图像数据，所述主机系统用于对图像识别、分析和处理，将接触网3D数据还原为目标成像所对应的位置坐标，进而计算出相关几何参数。双目3D视觉系统由2套完全一样的3D视觉设备组成，每套3D视觉设备均为3D高速摄像系统，其内部由高速CameraLink线阵相机和激光器以及镜头组成，其中高速线阵相机光轴和激光器光轴平行，同时与刚轨形成一固定夹角。外部两套3D视觉设备对称安装在行进平台刚性横梁左右两端固定位置，其中两个3D设备中心光轴对称相交，形成三角关系，三角平面与铁路轨道面垂直，亦与行进平台行进方向垂直。所述的主机系统，由安装在行进平台横梁内部的FPGA处理板和外部手持触摸屏组成，内部FPGA处理板实现3D视觉设备中高速线阵CameraLink相机的数据转换、计算、识别、存储、传输功能。外部触摸屏实现接触网图像数据的实时分析和实时曲线图。所述供电系统提供仪器的供电功能。优选地，上述行进平台，为手推式移动平台，其平台为一体式结构，横梁内部为中空，可以安装主机系统内部处理器和供电系统，由1副横梁和底部3个滚动轮组成，平台可直接架设在铁轨上。优选地，上述的信号触发控制系统为一轴编码器，安装在行进平台单轮的滚动轮内部。轴编码器通过计量行进路程，产生触发控制信号。本技术的的有益效果为：该仪器使用双目3D视觉检测成像原理，检测精度可达到3毫米，3D视觉检测设备使用高速一体式CameraLink线阵CCD相机，检测速度可满足0~160千米每小时，且3D视觉设备为一体式结构，体积小巧，重量轻轻，便于携带，操作简单。本技术附加的方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明图1为本技术实施例一种基于双目3D视觉的接触网几何参数动态检测仪的整体结构图；1，行进平台2，信号触发控制系统3，轨道测量系统4，双目3D视觉系统5，主机系统6，供电系统图2为本技术实施例双目3D视觉成像示意图。7，左图像8,右图像9，左相机光轴10，右相机光轴11，Xleft12，Yleft13，Y轴14，P（XC,YC,ZC）15，基线距B具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的特征及其他相关特征作进一步详细说明，以便于同行业人员的理解。本技术具体实施的技术方案如下：如图1所示，本技术实施例的一种基于双目3D视觉的接触网几何参数动态检测仪，包括行进平台1、信号触发控制系统2、轨道测量系统3、双目3D视觉系统4和主机系统5以及供电系统6。其中行进平台1，采用一体式结构简单，使用横梁下方安装滚轮的方式进行架设，主要作为整个仪器的运动机构和行走载体。其中供电系统6作为系统辅助部分，提供整个行进平台1、轨道测量系统3、双目3D视觉系统4和主机系统5的供电工作。供电系统6主要由可充电双电池组组成，分别安装在行进平台1横梁外部的左端和右端。电池组支持12V-24V宽电压供电，可支持系统6小时不间断持续检测。双电池组系统外部均有液晶屏显示电池可用电量，当一方电池不足时，备用电池即可紧急启用，以防止检测数据丢失。电池组体积小巧、轻便，外观体积不大于25*10*10厘米，重量小于2.5千克，可随时插拔，便于携带。具体地：将行进平台1架设在待测接触网下方的刚轨上，让其测试方向和行进方向一致。供电系统6首先启动，然后在移动过程中，安装在行进平台1的信号触发控制系统2给出控制信号，同时控制主机系统5和双目3D视觉系统4以及轨道测量系统3开始同步工作：双目3D视觉系统4获得的接触网3D图像数据以及轨道测量系统3获得的超高、限界等数据，实时传输到主机系统5的FPGA处理板，并通过主机系统5的FPGA处理版进行数据的合并、识别和处理，实现接触网几何参数的实时计算和数据的实时记录。同时将识别和处理的数据通过主机系统的外部触摸屏以图文、曲线、数字等方式直观显示。行进平台1持续移动推行，系统持续检测，系统持续记录和显示接触网检测数据，直到行进平台1停止移动，主机系统5通过外部触摸屏获取停止指令，通知所有子系统停止工作。检测过程结束。同时供电系统6关闭供电功能。其中关键的信号触发控制系统2为增量式编码器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双目3D视觉的接触网几何参数动态检测仪，其特征在于：包括行进平台（1）、信号触发控制系统（2）、轨道测量系统（3）、双目3D视觉系统（4）和主机系统（5）以及供电系统（6）；所述行进平台通过安装在横梁左右两侧的滚动轮直接架设在铁轨上，所述信号触发控制系统安装在行进平台滚轮内部，所述轨道测量系统安装在行进平台横梁内部，所述双目3D视觉系统设置在行进平台横梁上左右两边对称部分，所述主机系统设置在行进平台横梁中间部分外部和内部，所述供电系统安装在行进平台横梁上部；所述的行进平台为双目3D视觉系统提供车载平台，所述信号触发控制系统产生触发控制信号控制3D视觉系统和主机系统工作，所述轨道测量系统为倾角传感器和测距传感器，安装在行进平台横梁内部，完成轨道测距和轨道超高测量功能，所述双目3D视觉系统用于获取接触网特征图像数据，双目3D视觉系统由2套完全相同的3D视觉设备组成，每套3D视觉设备均为3D高速摄像系统，其内部由高速CameraLink线阵相机和激光器以及镜头组成，其中高速线阵相机光轴和激光器光轴平行，同时与刚轨形成一固定夹角，两套3D视觉设备对称安装在行进平台刚性横梁左右两端固定位置，其中两套3D设备中心光轴对称相交，形成三角关系，三角平面与铁路轨道面垂直，亦与行进平台行进方向垂直；所述的主机系统，由安装在行进平台横梁内部的FPGA处理板和外部手持触摸屏组成，主要完成图像识别、分析和处理以及显示，内部FPGA处理板实现3D视觉设备中高速线阵CameraLink相机的数据转换、计算、识别、存储、传输功能，将接触网3D视觉系统采集的数据还原为目标对象所对应的位置坐标，进而计算出相关几何参数，外部触摸屏实现接触网图像数据的实时分析和实时曲线图，所述供电系统提供仪器的所有设备的供电功能。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于双目3D视觉的接触网几何参数动态检测仪，其特征在于：包括行进平台（1）、信号触发控制系统（2）、轨道测量系统（3）、双目3D视觉系统（4）和主机系统（5）以及供电系统（6）；所述行进平台通过安装在横梁左右两侧的滚动轮直接架设在铁轨上，所述信号触发控制系统安装在行进平台滚轮内部，所述轨道测量系统安装在行进平台横梁内部，所述双目3D视觉系统设置在行进平台横梁上左右两边对称部分，所述主机系统设置在行进平台横梁中间部分外部和内部，所述供电系统安装在行进平台横梁上部；所述的行进平台为双目3D视觉系统提供车载平台，所述信号触发控制系统产生触发控制信号控制3D视觉系统和主机系统工作，所述轨道测量系统为倾角传感器和测距传感器，安装在行进平台横梁内部，完成轨道测距和轨道超高测量功能，所述双目3D视觉系统用于获取接触网特征图像数据，双目3D视觉系统由2套完全相同的3D视觉设备组成，每套3D视觉设备均为3D高速摄像系统，其内部由高速CameraLink线阵相机和激光器以及镜头组成，其中高速线阵相机光轴和激光器光轴平行，同时与刚轨形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹建军，李平芳，
申请(专利权)人：北京汇众思壮图像技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11