接触网偏移量的检测方法及其检测系统技术方案

接触网偏移量的检测方法及其检测系统，该检测方法包括：在接触网的检测点处设置检测标靶；采用摄像机捕捉自然外力作用下的检测标靶在三维空间内的位移，于该摄像机上取得检测标靶于摄像机成像平面的二维图像的偏移值，计算得到接触网所述检测点的偏移量。该接触网偏移量的检测方法及其检测系统完全与地面电隔离，无需高压防护；接触网电噪声对系统影响很小，基本不对检测结果产生干扰。能够实时检测大风环境下接触网的偏移值；实时记录其振幅、频率、扭转角度及相应的时程曲线，为大风或其他外力环境下电气化列车运行和接触网维护提供精确的实时状态数据支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电气化铁路的电力接触网于自然外力作用下的位移检测和分析 技术，具体的涉及一种采用非接触式测量的接触网偏移量的检测方法及其检测 系统。
技术介绍
电气化铁路接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输 电线路。其一般由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。 电气化铁路接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用 的重要任务。因此电气化铁路接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁 道的运输能力。由于接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又是随着电 力机车的运行而沿接触线移动和变化的，在高速运行和恶劣的气候条件下，接 触网应能保证电力机车正常取流，要求在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。电气化铁路接触网偏移量影响列车的安全运行，大风环境下的接触网偏移 量更是引发弓网事故的重要原因。我国西北地区的电气化铁路处于全年大风频繁的环境中，风速最高可达64m/s，是十二级风底限值的近2倍。对接触网进行 大风偏移量的检测，以及时了解接触网的安全状态，指导安全行车成为保证列 车安全运行的重要课题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种接触网偏移量的检测方法及其检测系统，其能够实时检 测大风环境下接触网接触导线、承力索、和附加导线在跨中、悬挂点处的偏移 值；实时记录其振幅、频率、扭转角度及相应的时程曲线，为大风或其他外力 环境下电气化列车运行和接触网维护提供实时状态数据支撑。本专利技术所采用的 检测方法和检测系统完全与地面电隔离，因此具有无需高压防护；以及接触网 电噪声对系统影响较小，基本不对检测结果产生干扰的优点。4本专利技术中接触网偏移量的检测方法所采用的技术方案如下 一种接触网偏移量的检测方法，用于电气化铁路接触网在自然外力影响下 的偏移量检测和分析，其特征在于所述检测方法包括 在接触网的检测点处设置检测标耙；采用摄像机捕捉自然外力作用下的检测标靶在三维空间内的位移，于该摄 像机上取得检测标靶于摄像机成像平面的二维图像的偏移值，计算得到接触网 所述检测点的偏移量。具体地讲，所述监测方法进一步包括将摄像机安装固定于接触网立柱上，在摄像机的远方背景中设置静态地面 标靶；采用摄像机取得该静态地面标耙于摄像机成像平面的偏移量；将该静态 地面标靶的偏移量引入所述接触网检测点的偏移量进行校正，得到接触网检测 点的绝对偏移量。另一方面，该检测方法进一步包括在接触网的接触导线、承力索和吊弦上分别设置检测点，在检测点处利用 夹具固定覆有区别于背景环境的反光膜的检测标靶；在接触网的立柱上还设置 有全景球机，检测接触网的相邻接触网立柱坠坨、棘轮、隔离开关以及安装于 接触网立柱旁的绝缘子和悬挂点；所述接触导线、承力索和吊弦上分别设置检测点包括位于接触导线、承力 索和吊弦的悬挂点处，和接触导线、承力索和吊弦的跨中处。其中，该检测方法进一步包括采用面阵CCD摄像机作为检测标靶的位移检测工具，该面阵CCD摄像机 配置设置照明光源，所述照明光源的照明方向与面阵CCD摄像机的取景方向相同。再一方面，该检测方法进一步包括分别采用面阵CCD摄像机对每个检测标靶的位移进行检测图像的采集，将 采集到的视频图像信号传送至偏移量计算机处理终端； 同时采用风速仪测试接触网偏移量的实时风速。 本专利技术中接触网偏移量的检测系统所采用的技术方案如下一种接触网偏移量的检测系统，用于电气化铁路接触网在自然外力影响下的偏移量检测和分析，其特征在于所述检测系统包括 检测标耙，设置于接触网的检测点处；面阵CCD摄像机，设置于接触网立柱上，用于获取检测标靶于自然外力作 用下的偏移量；偏移量计算机处理终端，通讯连接所述面阵CCD摄像机，用于对检测标耙 的偏移量进行计算。具体地讲，所述检测系统进一步包括-静态地面标靶，相对于地面静态设置，所述静态地面标靶位于面阵CCD摄 像机的取像背景内。所述检测点为设置于在接触网的接触导线、承力索和吊弦上设置的检测点； 包括位于接触导线、承力索和吊弦的悬挂点处，和接触导线、承力索和吊弦的 跨中处的检测点。所述检测标靶为分布设置的多个，所述检测标靶覆设有区别于背景环境的 反光膜，每个检测标靶配置设置一面阵CCD摄像机，该面阵CCD摄像机配置 设置有照明光源，该述照明光源的照明方向与面阵CCD摄像机的取景方向相同。另一方面，所述检测系统进一歩包括-全景球机，该全景球机固定设置于接触网立柱的顶部，用于监测接触网的 相邻接触网立柱坠坨、棘轮、隔离幵关以及安装于接触网立柱旁的绝缘子和悬 挂点。本专利技术主要用于对大风环境等自然外力作用下接触网的接触导线、承力索 和附加导线如吊弦在跨中、悬挂点处包括平移、抬升和扭转偏移值的实时检测， 并实时记录测点振幅、频率、扭转角及相应的时程曲线，为大风或其他自然外 力环境下电气化线路列车安全运行和接触网维护提供在线数据支撑。进行接触网位移检测的传感器按是否接触于被测物体表面可将测量方法分 为接触式测量和非接触式测量。由于现场恶劣的大风环境，本专利技术采用基于计 算机视觉检测和模式识别的非接触式测量方法检测测点风偏量。该检测方法和 检测系统完全与地面电相隔离，无需高压防护，且接触网电噪声对系统影响很 小，基本不对检测结果产生干扰。本专利技术采用不影响受电弓受电的前提下，在被检测接触网断面中的接触线、 承力索、吊弦、立柱等被检测对象上附着检测标识的方法，采用视觉检测原理， 摄像机安装在接触网支柱上，当装置用于悬挂定位点处接触网断面接触线、吊 弦偏移、抬升及扭转检测时，对相邻立柱悬挂点处接触网断面附近成像；当装 置用于跨中接触网断面接触线、承力索偏移、抬升及扭转检测时，对跨中接触网断面附近成像。在摄像机所成像幅中包含相邻的立柱和远方背景。同时可采 用测风仪实时检测风速和风向。检测标识具有一定的光亮度，在摄像机像幅中检测标识能显著区别于背景； 通过比较摄像机视频相邻像幅中同一检测标识的位置差异计算被检测对象的运 动；通过比较摄像机视频相邻像幅中对象的检测标识与立柱上检测标识的位置 差异计算被检测对象的绝对位移；通过比较摄像机视频相邻像幅中立柱上检测 标识与远方背景的位置差异计算立柱绝对位移。将CCD视频相邻像幅中同一检 测标识的形状取向进行比较，可以计算出检测对象的扭转。将上述检测到的位 移与运动量以时间为参照保存并绘制成曲线，即为振幅、扭转角度及相应的时 程曲线，对时程曲线进行分析即得被检测对象的运动频率。本专利技术的有益效果在于，该接触网偏移量的检测方法及其检测系统完全与 地面电隔离，无需高压防护；接触网电噪声对系统影响很小，基本不对检测结 果产生干扰。能够实时检测大风环境下接触网接触导线、承力索、和附加导线 在跨中、悬挂点处的偏移值；实时记录其振幅、频率、扭转角度及相应的时程 曲线，为大风或其他外力环境下电气化列车运行和接触网维护提供精确的实时 状态数据支撑。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的阐述。附图说明图1是本专利技术具体实施方式中接触网偏移量的检测系统的检测部分示意图。 图2是本专利技术具体实施方式中摄像机三维空间投影测量原理图； 图3是本专利技术具体实施方式中，静态地面靶标在摄像机成像平面内位置变 化计算原理图。具体实施例方式该接触网偏移量的检测方法系用于电气化铁路接触网在自然外力影响下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触网偏移量的检测方法，用于电气化铁路接触网在自然外力影响下的偏移量检测和分析，其特征在于所述检测方法包括：　在接触网的检测点处设置检测标靶；　采用摄像机捕捉自然外力作用下的检测标靶在三维空间内的位移，于该摄像机上取得检测标 靶于摄像机成像平面的二维图像的偏移值，计算得到接触网所述检测点的偏移量。

【技术特征摘要】
1.一种接触网偏移量的检测方法，用于电气化铁路接触网在自然外力影响下的偏移量检测和分析，其特征在于所述检测方法包括在接触网的检测点处设置检测标靶；采用摄像机捕捉自然外力作用下的检测标靶在三维空间内的位移，于该摄像机上取得检测标靶于摄像机成像平面的二维图像的偏移值，计算得到接触网所述检测点的偏移量。2. 根据权利要求1所述的接触网偏移量的检测方法，其特征在于所述监测 方法进一步包括将摄像机安装固定于接触网立柱上，在摄像机的远方背景中设置静态地面标 靶；采用摄像机取得该静态地面标靶于摄像机成像平面的偏移量；将该静态地 面标靶的偏移量引入所述接触网检测点的偏移量进行校正，得到接触网检测点 的绝对偏移量。3. 根据权利要求1所述的接触网偏移量的检测方法，其特征在于该检测方 法进一歩包括在接触网的接触导线、承力索和吊弦上分别设置检测点，在检测点处利用夹 具固定覆有区别于背景环境的反光膜的检测标耙；在接触网的立柱上还设置有 全景球机，检测接触网的相邻接触网立柱坠坨、棘轮、隔离开关以及安装于接 触网立柱旁的绝缘子和悬挂点；所述接触导线、承力索和吊弦上分别设置检测点包括位于接触导线、承力索 和吊弦的悬挂点处，和接触导线、承力索和吊弦的跨中处。4. 根据权利要求1所述的接触网偏移量的检测方法，其特征在于该检测方 法进一步包括-采用面阵CCD摄像机作为检测标靶的位移检测工具，该面阵CCD摄像机 配置设置照明光源，所述照明光源的照明方向与面阵CCD摄像机的取景方向相同。5. 根据权利要求1所述的接触网偏移量的检测方法，其特征在于该检测方法进一步包括分别采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：田红旗，梁习锋，刘应龙，刘国伟，刘堂红，鲁寨军，熊小慧，周伟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[]