一种受电弓动态包络线的检测方法技术

本发明专利技术申请公开了一种受电弓动态包络线的检测方法，包括以下步骤：S1：使用激光雷达扫描接触网，快速定位到接触网定位器装置组件位置；S2：基于整体特征的二阶段法快速分离出定位器装置整体轮廓检测数据；S3：计算出目标关键部位所在位置，提取出关键测量点；S4：计算出动态包络线关键点测量参数，构建动态包络线图限界，以此为依据，结合行车速度、弯道，判断定位器装置、悬挂件或异物是否侵入动态包络线。本发明专利技术使用激光雷达对铁路接触网进行持续动态扫描，提取接触网定位装置断面点云数据，去除噪点，阀值过滤、拟合后，测量出关键点数据并给出动态包络线安全的测量结果。本方法具备测量方便、测量数据点多、测量精度高、测量速度快等特点。等特点。等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种受电弓动态包络线的检测方法


[0001]本专利技术涉及一种衣架，具体涉及一种受电弓动态包络线的检测方法。

技术介绍

[0002]电力机车在高速运行时，受电弓在不间断上下左右运动，其最大动态抬升量 和最大动态摆动量构成受电弓动态包络线。动态包络线内不能有任何故障物，是 列车安全行驶的关键指标。在接触网的验收和日常运维中，需要对受电弓动态包 络线进行检测，确保接触网悬挂件及异物不侵入动态包络线内。目前铁路相关部 门对受电弓动态包络线的巡检大多采用静态激光测量的方式完成，并采用手动计 算是否定位器装置、悬挂件或异物侵入动态包络线，这种方式效率低、工作强度 大，夜间作业难度大。因此，目前亟需一种准确高效的测量方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术存在的问题提出一种受电弓动态包络线的检测方法，该 方法利用激光雷达扫描的点云数据，首先提取定位点信息，以定位点为参考点对 动态包络线截面数据进行分析处理和迭代计算，快速测量出动态包络线的关键指 标，并保证测量精度。
[0004]为达到以上目的，提供如下方案：
[0005]一种受电弓动态包络线的检测方法，包括以下步骤：
[0006]S1：使用激光雷达的动态测量仪持续动态扫描接触网，利用接触网定位器定 位点的动态测量方法检测出定位点数据，快速定位到接触网定位器装置组件位 置；
[0007]S2：基于整体特征的二阶段法快速分离出定位器装置整体轮廓检测数据；
[0008]S3：对定位器装置各部件的特征进行卷积运算，通过特征卷积与区域生长的 计算,计算出目标关键部位所在位置，提取出关键测量点；
[0009]S4：计算出动态包络线关键点测量参数，构建动态包络线图限界，以此为依 据，结合行车速度、弯道，判断定位器装置、悬挂件或异物是否侵入动态包络线。
[0010]进一步，接触网定位器装置组件的快速定位步骤如下：
[0011]A1：将高精度激光雷达安装在检测装置上，并在检测装置上安装里程传感器, 测量受电弓动态包络线时，检测装置沿着轨道移动，自动、持续对接触网装置持 续不断扫描测量；
[0012]A2：激光雷达持续扫描的测量点数据和里程编码器返回位置数据同步构成接 触网装置的原始三维点云数据，送到检测装置的数据处理中心；
[0013]A3：对接触网装置的原始三维点云数据进行去噪点，构建接触网三维点云模 型；
[0014]A4：利用接触网定位器定位点的动态测量方法快速检测出定位点，计算出定 位点的导高、拉出值数据。
[0015]进一步，步骤S2分离出定位器装置整体轮廓检测数据的步骤如下：
[0016]B1：对雷达扫描到的点云数据进行滤波、去除噪点，以定位点为参考点，根 据空间位置关系，定位到接触网定位器装置三维点云位置；
[0017]B2：离线分割出定位器装置数据，分别导入正定位和反定位的定位器装置模 型，提取定位器装置整体特征；
[0018]B3：利用正定位或反定位的定位器装置的整体特征，在线匹配定位器装置， 快速整体分离出定位器装置整体轮廓检测数据。
[0019]进一步，步骤S3提取关键测量点的步骤如下：
[0020]C1：离线提取定位器、斜腕臂、定位管、绝缘子、腕臂底座特征，结合特征 卷积法快速分离出定位器、斜腕臂、定位管、绝缘子、腕臂底座；
[0021]C2:对采取动态自适应区域生长法，逐步迭代计算出关键位置参数阀值；
[0022]C3：利用关键点阀值，逐步逼近并找出关键部位的测量位置；
[0023]C4：提取出关键位置的所有的测量点，进行滤波，去掉边缘点，求平均值点， 作为关键位置的测量点。
[0024]进一步，步骤S4的计算判断过程如下：
[0025]D1：转换轨平面为计算坐标面，计算出关键点DE导高值、拉出值；
[0026]D2：选取关键点，并结合行车速度，弯道，画出实际的动态包络线图；
[0027]D3：对动态包络线周边的点进行进一步检测判断；
[0028]D4：输出动态包络线测量结果。
[0029]本专利技术的工作原理以及优点在于：
[0030](1)本专利技术采用非接触式检测方法对接触网定位器装置等持续扫描测量， 先利用定位点快速定位到定位器装置位置，然后基于整体特征的二阶段法快速分 离出定位器装置整体轮廓检测数据，对定位器装置各部件的特征进行卷积运算； 通过特征卷积与区域生长的计算,准确找到关键测量点；
[0031](2)本专利技术方法相对传统测量方法，快速一次性测量出动态包络线限界所 有值，极大提升测量效率，适用于单定单柱、单定双柱、双定双柱、岔线、锚段、 站场、隧道等各种场景下动态包络线测量。
[0032]本专利技术使用激光雷达对铁路接触网进行持续动态扫描，提取接触网定位装置 断面点云数据，去除噪点，阀值过滤、拟合后，测量出关键点数据并给出动态包 络线安全的测量结果。本方法具备测量方便、测量数据点多、测量精度高、测量 速度快等特点。
附图说明
[0033]图1为本专利技术动态包络线限界测量流程图；
[0034]图2为本专利技术雷达扫描定位器装置点云图；
[0035]图3为本专利技术分离出的雷达扫描定位器装置云图。
具体实施方式
[0036]下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
[0037]如图1所示，一种受电弓动态包络线的检测方法，包括以下步骤：
[0038]S1：使用激光雷达的动态测量仪持续动态扫描接触网，建立定位器装置三维 点云
数据模型，利用接触网定位器定位点的动态测量方法快速检测出定位点数 据；
[0039]为保证测量准确度和测量效率，本方法使用的检测装置进一步装配了角分辨 率为0.09，测量范围为0.5米到100米的高精度雷达,测量频率为60Hz/秒，以 及精度为1/20000的里程传感器。检测装置在测量受电弓动态包络线时沿着铁轨 方向以约2
‑
4公里/小时移动，激光雷达每秒测量到的定位器装置、隧道吊柱或 支柱、隧道的数据点个数：
[0040]1000
×
60＝60000个
[0041]按照动态测量仪的2
‑
4公里/小时的推行速度，测量完一个动态包络线的时 间为1
‑
3秒，期间测量点数为60000
‑
180000个。
[0042]激光雷达持续扫描的测量点数据和里程编码器返回位置数据同步构成接触 网装置的原始三维点云数据，送到检测装置的数据处理中心；
[0043]对接触网装置的原始三维点云数据进行去均值滤波、高斯滤波，去除不必要 的噪点，特征匹配，分离出接触网装置的点云数据(如图2)；
[0044]利用接触网定位器定位点的动态测量方法快速检出定位点(如图3A点)， 计算出定位点的导高、拉出值数据。
[0045]S2：于整体特征的二阶段法快速分离出定位器装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种受电弓动态包络线的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：使用激光雷达的动态测量仪持续动态扫描接触网，利用接触网定位器定位点的动态测量方法检测出定位点数据，快速定位到接触网定位器装置组件位置；S2：基于整体特征的二阶段法快速分离出定位器装置整体轮廓检测数据；S3：对定位器装置各部件的特征进行卷积运算，通过特征卷积与区域生长的计算,计算出目标关键部位所在位置，提取出关键测量点；S4：计算出动态包络线关键点测量参数，构建动态包络线图限界，以此为依据，结合行车速度、弯道，判断定位器装置、悬挂件或异物是否侵入动态包络线。2.根据权利要求1所述的受电弓动态包络线的检测方法，其特征在于，接触网定位器装置组件的快速定位步骤如下：A1：将高精度激光雷达安装在检测装置上，并在检测装置上安装里程传感器,测量受电弓动态包络线时，检测装置沿着轨道移动，自动、持续对接触网装置持续不断扫描测量；A2：激光雷达持续扫描的测量点数据和里程编码器返回位置数据同步构成接触网装置的原始三维点云数据，送到检测装置的数据处理中心；A3：对接触网装置的原始三维点云数据进行去噪点，构建接触网三维点云模型；A4：利用接触网定位器定位点的动态测量方法快速检测出定位点，计算出定位点的导高、拉出值数据。3.根据权利要求1所述的受电弓动态包络线的检测方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：何泽民，闫正洋，廖雅珺，徐景光，
申请(专利权)人：广东中科如铁技术有限公司，
类型：发明
国别省市：