一种基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术适用于轨道交通测量技术领域，提供了一种基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置，包括：支柱识别模块，所述支柱识别模块包括两组激光发射器和线阵相机，且每组中的所述激光发射器和线阵相机处于同一平面；经纬度采集装置，用于接收并记录车体的经纬度的实时信息；速度里程检测装置，用于计算车辆运行速度及行走距离；数据处理模块和主机单元，所述数据处理模块用于对速度信号的采集和处理，所述主机单元为工业控制计算机。该装置在随车辆移动过程中对接触网支柱进行准确高效地扫描识别，自动采集当前支柱的定位信息，智能化程度高。利用采集的定位信息对接触网线路基础数据进行修正完善，建立接触网线路定位信息数据库，检测数据与接触网支柱可准确对应。检测数据与接触网支柱可准确对应。检测数据与接触网支柱可准确对应。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置


[0001]本技术属于轨道交通测量
，尤其涉及一种基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置。

技术介绍

[0002]电气化铁路牵引电网即接触网，是向列车输送电能的输电线路，其主要功能是通过列车上的受电弓或受电靴向列车提供电能。国内轨道交通采用的牵引电网主要有以下三种型式：柔性架空接触网、刚性架空接触网、接触轨系统。
[0003]接触网移动检测监测装置包括：供电安全检测监测系统（6C系统）中弓网综合检测装置（1C）、车载接触网运行状态检测装置（3C）、接触网悬挂状态检测监测装置（4C）和接触网检测车检测装置、接触网作业车简易检测监测装置，其共同的特点是装置随车辆在一定速度下对接触网进行检测监测，这些装置的应用涉及一个共同的问题：接触网支柱准确定位，即接触网检测监测数据如何与接触网支柱准确对应。如果接触网检测监测数据不能与实际支柱位置对应，将检测数据分析、缺陷查找处理造成很大困扰，甚至引起对检测监测装置作用的怀疑，因此解决检测监测准确定位问题非常迫切。
[0004]接触网移动检测监测装置目前采用的支柱定位方法，大都采用以接触网线路数据为基础，并借助以GPS信息、电子标签、GYK数据、接触网特殊结构、支柱号识别等辅助校准方法中的一种或几种组合来进行支柱定位。这些移动装置检测监测出的数据（含图像数据）对应的位置虽然能够以公里标或支柱号的形式给出，但是由于接触网线路数据尤其是支柱跨距不准确，辅助校准方法又各都存在其固有的缺陷和使用的局限性，即使组合使用也难以做到逐杆定位，所以普遍存在定位不准的问题。

技术实现思路

[0005]本技术实施例的目的在于提供一种基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置，旨在解决现有的接触网移动检测监测装置由于接触网线路数据尤其是支柱跨距不准确，辅助校准方法又各都存在其固有的缺陷和使用的局限性，即使组合使用也难以做到逐杆定位，所以普遍存在定位不准的问题。
[0006]本技术实施例是这样实现的，一种基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置，包括：
[0007]安装于车顶的支柱识别模块，所述支柱识别模块包括两组激光发射器和线阵相机，且每组中的所述激光发射器和线阵相机处于同一平面，且所述激光发射器和线阵相机相对于车顶中轴线位置对称安装；
[0008]安装于车顶的经纬度采集装置，用于接收并记录车体的经纬度的实时信息；
[0009]安装于车底的速度里程检测装置，用于计算车辆运行速度及行走距离；
[0010]安装于车厢内部的数据处理模块和主机单元，所述数据处理模块用于对速度信号的采集和处理，所述主机单元为工业控制计算机。
[0011]进一步的技术方案，所述激光发射器的激光发射波长为658nm，出瞳功率为200mW。
[0012]进一步的技术方案，所述线阵相机的成像行分辨率为1024像素，最高行频为35.5K。
[0013]进一步的技术方案，所述经纬度采集装置为采用支持北斗卫星导航系统的GNSS装置，所述经纬度采集装置包括天线、板卡和采集软件。
[0014]进一步的技术方案，所述速度里程检测装置的传感器为光电旋转编码器，且所述光电旋转编码器安装于车轴上并和车轴同步转动。
[0015]本技术实施例提供的一种基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置，在随车辆移动过程中对接触网支柱进行准确高效地扫描识别，自动采集当前支柱的跨距、经纬度等定位信息，智能化程度高。利用采集的定位信息对接触网线路基础数据进行修正完善，建立接触网线路定位信息数据库，解决了检测数据与接触网支柱准确对应的问题。
附图说明
[0016]图1为本技术实施例提供的一种基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置的结构示意图；
[0017]图2为本技术实施例提供的一种基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置中的定位信息采集原理图；
[0018]图3为本技术实施例提供的一种基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置中的支柱识别模块的结构示意图；
[0019]图4为本技术实施例提供的一种基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置中的支柱识别模块的工作原理图；
[0020]图5为本技术实施例提供的一种基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置中的定位信息采集与处理流程图。
[0021]附图中：支柱识别模块1；激光发射器11；线阵相机12；经纬度采集装置2；速度里程检测装置3；数据处理模块4；主机单元5。
具体实施方式
[0022]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0023]以下结合具体实施例对本技术的具体实现进行详细描述。
[0024]如图1所示，一种基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置主要由支柱识别模块1、经纬度采集装置2、速度里程检测装置3、数据处理模块4和主机单元5（工控机）等组成。支柱识别模块1和经纬度采集装置2安装于接触网检测车的车顶平台，速度里程检测装置3安装于车底车轮轴上，数据处理模块4和主机单元5装于车内检测机柜内。
[0025]如图2和主机单元5所示，接触网线路定位信息采集原理过程：（1）接触网检测车运行过程中，支柱识别模块1实时捕获接触网支柱信号，并将采集到的支柱信号发送到主机单元5，主机单元5通过图像智能识别技术进行识别、分析，判断当前捕获信号是否为支柱信号；（2）一旦主机单元5判定当前捕获信号为支柱信号时，即通过主机单元5发送触发信号到
经纬度采集装置2，触发经纬度采集装置2采集当前位置的经纬度信息，同时通过速度里程检测装置3中的速度传感器传输的速度信号实时计算并记录当前的跨距、里程；（3）将跨距、里程清零后又重新计算并记录，进而实现支柱跨距和经纬度信息的采集、分析、处理。接触网线路定位信息采集。
[0026]如图3所示，支柱识别模块1主要由激光发射器11和线阵相机12采用一体化整体设计封装组成，激光发射器11和线阵相机12处于同一平面，当激光发射器11扫描到接触网定位装置后，线阵相机12获取到识别目标的成像数据并传递到车内的主机单元5进行处理，主机单元5利用激光测距、图像目标识别和线路数据库查询技术综合判定接触网支柱目标的出现，并且在延时控制在1ms内发出触发信号，从而确定数据采集的时机以获得接触网支柱的位置信息（站区、支柱号、公里标、经纬度等）。
[0027]基于线阵相机12的图像处理方法，实现从复杂背景中提取目标特征，在高速动态中实时判定是否到达支柱所在位置。在开机启动时初始化线阵相机12，实时获取外部线扫描图像数据，其工作流程为：首先应用模式识别算法判定目标是否存在于图像中，再利用了三角测距原理判定目标物高度辅助判定是否干扰，为适应背景亮度变化设计了主动调节相机曝光时间和输出增益的动态自适应机制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置，其特征在于，包括：安装于车顶的支柱识别模块，所述支柱识别模块包括两组激光发射器和线阵相机，且每组中的所述激光发射器和线阵相机处于同一平面，且所述激光发射器和线阵相机相对于车顶中轴线位置对称安装；安装于车顶的经纬度采集装置，用于接收并记录车体的经纬度的实时信息；安装于车底的速度里程检测装置，用于计算车辆运行速度及行走距离；安装于车厢内部的数据处理模块和主机单元，所述数据处理模块用于对速度信号的采集和处理，所述主机单元为工业控制计算机。2.根据权利要求1所述的基于激光扫描技术的接触网基础信息采集装置，其特征在于，所述激...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙树光，官琪，孔霞，赵磊，吕乃全，
申请(专利权)人：中国铁路济南局集团有限公司，
类型：新型
国别省市：