专利名称：城市轨道交通接触轨检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及轨道检测设备领域，特别是涉及一种城市轨道交通接触轨检测装置。
背景技术：
由于社会进步、城市规模不断扩大、人口密度迅速增加和城市交通拥堵的情况日益严重，地铁已经成为城市轨道交通发展的重要方向之一。同时，地铁对于提高土地利用效率、改善人类居住环境、实现人车立体分流、减少环境污染、保持城市历史文化景观等都具有十分显著的作用，因此得到政府、社会及广大市民的关注。在地铁的供电方式中，接触轨(即第三轨)供电有着单位电阻小、节省能耗、安装方便、耐腐蚀性等优点，使接触轨的运用前景越来越广泛。为了使接触轨能够长期高效运行，相关部门对接触轨的检测提出了更为严格的要求。目前，接触轨供电方式在地铁牵引供电系统中被大量采用，而接触轨几何参数的动态检测在中国国内还是一片空白，接触轨距离走行轨的垂直高度和水平位移，是衡量集电靴与接触轨受流特性的重要指标。因此，研究接触轨动态检测原理，研制地铁接触轨车载动态检测系统，定期对地铁接触轨几何参数进行检测，是保证牵引供电系统正常运行的重要手段。而在现有技术中，尚未有很好的解决方案和设备来对城市轨道交通的接触轨进行检测。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种城市轨道接触轨检测装置，通过研究地铁接触轨几何参数检测原理，通过车载接触轨检测设备，动态测量接触轨与走行轨的垂直高度和水平位移，为接触轨的日常维护提供真实准确的数据参考，保证集电靴与接触轨受流稳定可靠，对整个地铁牵引供电系统的稳定可靠运行具有重要的意义。为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的一种城市轨道交通接触轨检测装置，包括偏移补偿模块、信息定位模块、融合处理模块和图像采集模块，所述图像采集模块、偏移补偿模块和信息定位模块的输出端均与所述融合处理模块连接，所述融合处理模块包括图像智能处理子模块和人机界面及报表子模块，所述图像处理模块为线阵CCD相机，所述偏移补偿模块为激光测距传感器，所述信息定位模块为速度传感器。进一步技术方案，本检测装置还包括电源模块，电源模块的输出端连接电源稳压变换电路，电源稳压变换电路与所述图像处理模块、所述偏移补偿模块和所述信息定位模块连接。更进一步技术方案，本检测装置各模块之间的连接均采用屏蔽线连接。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是通过研究地铁接触轨几何参数检测原理，通过车载接触轨检测设备，动态测量接触轨与走行轨的垂直高度和水平位移，为接触轨的日常维护提供真实准确的数据参考，保证集电靴与接触轨受流稳定可靠，对整个地铁牵引供电系统的稳定可靠运行具有重要的意义；具有独立的数据采集、分析处理功能；具有预置和随时更改检测设备所处的线路位置、启动、暂停、运行和复位功能；实时在线检测接触轨几何参数；检测数据可存储于硬盘上，便于事后数据曲线回放与分析处理及打印报表等；本检测装置还具有自检测、自校验功能。

图1为本实用新型城市轨道交通接触轨检测装置的原理方框图；图中1-偏移补偿模块，2-信息定位模块，3-融合处理模块，31-图像智能处理子模块，32-人机界面及报表子模块，4-图像采集模块，5-电源模块，6-电源稳压变换电路。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。如图1所示，一种城市轨道交通接触轨检测装置，包括偏移补偿模块1、信息定位模块2、融合处理模块3、图像采集模块4和电源模块5。所述图像处理模块采用高速线阵 CCD相机(可软件配置)检测接触轨内侧及受流面灰度图像，光源采用高亮扇形激光光源。 所述偏移补偿模块1采用三角形激光测距传感器来测量车体横向偏移。所述信息定位模块 2采用速度传感器，用于测量行驶速度及定位。所述融合处理模块3通过便携式计算机，利用双目成像检测原理及图像处理算法检测接触轨几何参数。所述图像采集模块4、偏移补偿模块1和信息定位模块2的输出端均与所述融合处理模块3连接，所述融合处理模块3包括图像智能处理子模块31和人机界面及报表子模块32。所述电源模块5采用作业车提供的AC 220V电源，其输出端连接电源稳压变换电路6，电源稳压变换电路6输出DC 5V和DC 12V的电压，电源稳压变换电路6通过与所述图像处理模块、所述偏移补偿模块1和所述信息定位模块2连接来实现供电。本检测装置各模块之间的连接均采用屏蔽线连接。本接触轨检测装置系统能够实时动态在线检测，在开始运行前及运行过程中都可通过初始设置对话框设定检测线路、行驶方向、开始区段、起始支柱号等，随时可以通过菜单或工具栏按钮对区段及定位进行调整；并可以通过参数设置对话框设置选择检测方式， 检测参数通过曲线及数值的方式实时显示于显示器上，所有线路原始数据及每次检测结果存储在计算机硬盘上，文件名称与站区名称及检测日期关联，方便查询，同时能实现曲线回放(历史回溯)、单线比较分析及综合比较分析等多种报表、曲线打印、曲线储存(图片)、 报表打印、报表储存(excel表格)等。本接触轨检测装置中，采用两个线阵CCD相机作为一组测量单元，来测量三轨的几何参数，线阵CCD相机是高精度的检测仪器，对于相机的标定提出了很高的要求，相机的标定精度直接影响系统的检测精度。通过机械设计，同时配备专用的安装试验平台，使两个线阵CCD相机的扫描区域重合。线阵CXD相机标定的目的是确定相机的图像坐标系与物理空间中的坐标系(世界坐标系)之间的对应关系。只有当相机被准确的标定以后，才能根据二维图像坐标计算出对应在物理空间中的实际位置，为了确定上述对应关系，需要知道线阵CCD相机的光学和几何参数(内部参数)以及线阵CCD相机对外部参考坐标系的位置和方向(外部参数)。 线阵CXD相机的标定过程就是根据一组已知地理坐标系坐标和图像坐标系坐标的点来确定相机的内部参数和外部参数。相机的标定结果除提供图像点与空间点的映射关系外，还可以通过外极线方程来约束寻找同名点的搜索空间，从而降低匹配算法的复杂性，减少误匹配率。光源的选取直接影响线阵C⑶相机的图像质量，在光源的选取方面，经过发明人大量的试验，采用激光为线阵CCD相机提供光源。激光具有亮度高、单色性好和方向性强的特点，适合为线阵CCD相机提供稳定可靠的光源。采用半导体激光器，在激光器的前端安装柱面镜，将激光器点光源转换为线光源， 只有光源足够亮度时，光源照射的三轨目标区域才能被线阵CCD相机准确捕捉。在进行图像特性检测之前，首先需要对图像进行预处理，目的是使低质量图像得到改善，其中包括图像的灰度修正和图像平滑去噪。图像的灰度修正就是对图像进行逐点运算，而不改变图像内的信息结构。主要包括图像灰度的线性变换，灰度拉伸和直方图均衡化等。在图像特征检测之前进行图像直方图均衡化是十分有益的。根据图像的直方图，求出一个图像灰度变换T，是的经过这个变换产生的新图像直方图接近理想的直方图。即所谓的直方图均衡化，这样就将直方图与灰度级变换结合起来。直方图均衡化的物理意义不能改变灰度出现的次数(因为那样会改变图像的信息结构)，单可以改变出现次数所对应的灰度级，使特定区间内像素出现次数是相等的。图像去噪、降低图像噪音，可以用线性滤波器和非线性滤波器。最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，而不是对本实用新型技术方案的限定，任何对本实用新型技术特征所做的等同替换或相应改进，仍在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种城市轨道交通接触轨检测装置，其特征在于包括偏移补偿模块、信息定位模块、融合处理模块和图像采集模块，所述图像采集模块、偏移补偿模块和信息定位模块的输出端均与所述融合处理模块连接，所述融合处理模块包括图像智能处理子模块和人机界面及报表子模块，所述图像处理模块为线阵CCD相机，所述偏移补偿模块为激光测距传感器， 所述信息定位模块为速度传感器。
2.根据权利要求1所述的城市轨道交通接触轨检测装置，其特征在于本检测装置还包括电源模块，电源模块的输出端连接电源稳压变换电路，电源稳压变换电路与所述图像处理模块、所述偏移补偿模块和所述信息定位模块连接。
3.根据权利要求1所述的城市轨道交通接触轨检测装置，其特征在于本检测装置各模块之间的连接均采用屏蔽线连接。
专利摘要本实用新型公开了一种城市轨道交通接触轨检测装置，包括偏移补偿模块、信息定位模块、融合处理模块和图像采集模块，所述图像采集模块、偏移补偿模块和信息定位模块的输出端均与所述融合处理模块连接，所述融合处理模块包括图像智能处理子模块和人机界面及报表子模块，所述图像处理模块为线阵CCD相机，所述偏移补偿模块为激光测距传感器，所述信息定位模块为速度传感器。本实用新型通过研究地铁接触轨几何参数检测原理，通过车载接触轨检测设备，动态测量接触轨与走行轨的垂直高度和水平位移，为接触轨的日常维护提供真实准确的数据参考，保证集电靴与接触轨受流稳定可靠，对整个地铁牵引供电系统的稳定可靠运行具有重要的意义。
文档编号G01B11/02GK202080298SQ20112019073
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月8日 优先权日2011年6月8日
发明者于龙, 占栋, 杜奎生 申请人:成都唐源电气有限责任公司