非接触式接触网动态检测系统

《非接触式接触网动态检测系统》由上海铁路局技术中心主持开发。该成果采用了基于两台共面线阵摄像机的三角法立体测量技术，能在电气化铁路接触网不停电、不影响运输秩序的情况下，实现对接触线磨损和几何位置（导高、拉出值、导线坡度、偏磨等）进行非接触式动态检测，并且不受行车速度制约。该成果实现了非接触式接触网测量技术的创新，属国内首创。     

接触网几何参数测量中的车辆振动补偿方法研究

基于车载方式进行接触网几何参数高精度测量必须进行车辆振动补偿。采用结构光立体视觉技术,研究基于2个激光二维传感器的车辆振动补偿方法。运用激光二维传感器扫描钢轨获得钢轨内侧轮廓的二维位移数据,经过空间坐标变换、数据预处理、钢轨特征提取和补偿参数计算4个环节,实现车辆相对钢轨平面的空间姿态参数的光学非接触式测量。基于车辆振动补偿方法的接触网几何参数检测装置经中国铁道科学研究院集团有限公司环行铁道试验基地和既有运营线路进行现场测试,结果表明:车体振动补偿准确有效,检测装置可准确测量拉出值和导高等接触网几何参数,测量数据重复性良好,在运营线路接触网周期性动态巡检中有效检出了拉出值等接触网几何参数超限。     

基于均值漂移和粒子滤波算法的接触网几何参数检测方法研究

随着高速铁路6C检测监测系统技术规范的提出,基于视觉技术的非接触式接触网检测方法越来越受到业内研究人员的重视。为提高接触线上激光斑点跟踪定位的实时性以及测量值的准确性,提出了一种基于均值漂移和粒子滤波算法的接触网几何参数检测的新方法。首先,基于灰度颜色直方图特征分布和接触网"之"字形架构建立光斑目标模型;其次,利用聚类方法对粒子进行聚类,以聚类中心为起点运用均值漂移算法进行迭代计算,对迭代计算的结果利用粒子滤波算法得到光斑目标的图像坐标;然后,将激光斑点在图像坐标系下的坐标进行空间变换,得出接触线的几何参数导高和拉出值在世界坐标系下的测量值。最后,结合检测车在某供电段测试区的实际运行数据,验证了该方法的实时性和准确性。     

基于线激光传感器的地铁接触网几何参数测量系统

为实现地铁接触网的几何参数测量，研发了一种基于线激光的几何参数测量系统。该系统通过传感器采集嵌入接触线的Π型汇流排二维轮廓图像，通过合理选取轮廓特征直接测量接触线磨损量和汇流排倾角，结合对比法和随动策略间接测量接触网的导高和拉出值。研究结果表明：相比于测量精度为1 mm的检测仪，所提测量系统测得的接触网导高和拉出值与其最大差值分别为2 mm和3 mm;所提测量系统的行进速度为3.5 km/h,满足地铁刚性接触网几何参数的静态测量需求。     

基于激光图像处理的接触网测量方法

针对国内电气化铁路接触网检测和检修的需要,基于图像处理技术提出了通过相机识别激光光斑,运用相机图像像素位置与接触网被测位置的角度关系测量接触网几何参数的方法,实现了同时对接触网2支接触线几何参数的非接触、连续测量。     

基于摄像机标定的非接触式接触线导高和拉出值的检测

提出一种基于摄像机标定的非接触式接触线几何参数检测方法:在Matlab软件平台基础上,对CCD摄像机采集到的接触线二维图像进行预处理;利用迭代阈值法,对图像中由车载激光器发射到接触线上所形成的激光光斑的中心点进行定位;最后,根据摄像机针孔成像模型,将该激光光斑点在图像坐标系中的坐标与该点由摄像机标定的世界坐标系中的三维空间坐标建立对应关系,并据其算出接触线的几何参数。将用此方法计算与用光学测量仪对同一段实际线路测量的结果进行比较得知,此方法求得的拉出值与光学测量仪的实测值之差小于11mm,所得导高之差小于10mm。该结果表明:此方法较准确地计算出接触线导高、拉出值,可满足检测的需求。     

NCDDS型非接触式接触网动态检测系统

基于两台共面线阵摄像机的三角法立体测量技术，实现了非接触式接触线磨损测量技术的创新。2005年通过铁道部技术评审和验收。在此基础上对原有系统软、硬件进行不断升级优化。具备了完整的接触线几何参数和磨耗检测功能。根据用户不同需求开发了基于时速120km接触网作业车的第一代产品。基于时速160km客车车体接触网检测车的第二代产品和基于高速动检车的第三代产品。2011年起作为“十二五”国家科技支撑项目的子课题，研究应用拓展到城市轨道交通接触网检测领域。     

一种非接触式接触网动态拉出值实时测量方法

针对目前铁路供电检测领域静态拉出值测量流程繁琐、效率低、测量值与实际动态拉出值存在一定偏差等问题,提出一种基于实时图像处理的非接触式动态拉出值测量方法。该方法利用可见光相机实时检测定位受电弓区域,通过边缘检测算法得到受电弓的中心点坐标;借助弓网接触点必然存在高温的特点,利用红外相机得到精确的弓网接触点;通过预先对红外和可见光相机进行相应标定得到弓网接触点在可见光图像中的坐标,计算弓网接触点距受电弓中心的距离,进而得到接触线相对受电弓中心的动态拉出值。该方法具有一定推广应用价值。     

接触网几何参数测量仪检定台架的可靠性评估

介绍针对DJ J-8激光接触网检测仪的接触网几何参数测量仪检定台架的结构以及测量模拟接触线高度、拉出值、支柱侧面限界、轨距和水平（超高）等关键参数的测量方法.并依据JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》开展检定台架接触线高度、拉出值、支柱侧面限界、轨距和水平等关键测量项目的测量不确定度评定,结果表明,该检定台架满足Ⅰ级精度的接触网几何参数测量仪的检定要求.     

基于图像处理的接触网动态几何参数测量研究

为了保证高速列车安全运行,需要对接触网的高度以及拉出值等几何参数进行经常性的检测。接触式检测在高速铁路试验中会增大试验数据与实际运行数据之间的差异,从而导致接触网测试参数误差变大。现利用车顶摄像机测量接触网几何参数进行可行性分析,提出了一种利用图像处理技术,对摄像机影像进行处理,提取并计算接触网动态高度以及拉出值等参数的方法。试验结果表明系统具有设备安装简单,测量精度高等特点,具有充分的可行性。     

基于摄像机标定与卡尔曼滤波的接触网几何参数检测值修正

提出一种基于单目摄像机标定原理的非接触式接触网几何参数修正检测方法。通过分析检测车振动对检测系统的影响,推导几何参数补偿公式,建立接触线几何模型的卡尔曼滤波方程,达到修正接触线几何参数检测值的目的。最后,以某检测车的实际运行数据验证了该方法有效性和准确性。     

基于DSP和线阵CCD的接触网检测系统

介绍了一种基于DSP和线阵CCD技术的电力机车接触网瞬时拉出值的高速测量系统的总体框架,阐述了其数字图像信号的实时处理与传输,描述了提高可靠性及抗干扰的措施,在高速接触网的检测中,该系统能快速检测接触网的瞬时拉出值,又能记录接触网的杆位及杆号,测量分辨率可达1mm。     

用于6C动态评定的接触网几何参数自动调整技术研究

针对牵引供电6C系统的技术特点,构建基于实车试验线的接触网几何参数自动调整技术平台,实现对导高、拉出值、动态高差等接触网静态几何参数标准源数据状态输入;典型工况(导高突变、拉出值异常)状态源输入,通过远程控制和数据比对,实现6C系统中有关几何参数的基于试验线的动态评定试验,用以弥补室内试验的缺陷不足,提高6C系统的可信度,准确度,以及测试数据的真实性。建立一个完整的远程控制数据输入平台,使试验动态图像、试验线标准源数据输入可视化,参数调整自动化,为开展6C系统的动态评定试验提供平台和方法基础。     

臂式地铁接触轨几何状态参数检测小车研究

为解决地铁接触轨几何状态参数人工检测精度低、效率低、工人劳动强度大等问题,在调研国内外相关技术现状的基础上,充分考虑测量精度和效率要求、测量空间对测量机构体积和质量的限制等内外部因素,研发一种基于平行四边形机构的臂式地铁接触轨几何状态参数连续检测小车。小车基于接触式测量原理,对小车进行机械机构设计和参数设计,建立数学模型,然后对采集的数据进行计算分析,验证接触式测量的有效性。试验证明,该检测小车拉出值的综合检测精度达到0. 1 mm,导高综合检测精度达0. 17 mm,其测量效率和精度能很好地满足地铁接触轨几何状态参数检测的要求。     

基于模板匹配图像算法的高速铁路接触网几何参数测量

利用机器视觉三角测量原理,建立基于弓网视频的接触网几何参数测量参考坐标系,并进行测量标定。通过合理提取模板类型,利用时序图像滤波方法,实现连续视频图像快速匹配与参数测量。以海南东环铁路公司综合检测列车200 km/h的弓网视频检测数据为例,对比接触式检测系统测量数据和现场实测数据,分析测量结果准确性,用3次测量结果分析重复性。分析结果表明,基于模板匹配方法测量接触网几何参数方案可行,在200 km/h运行速度下,测量误差可控制在±20 mm。     

基于线阵相机的接触轨几何参数动态检测系统

基于线阵相机的接触轨几何参数动态检测系统,采用高速线阵相机,通过光切法,获取接触轨目标图像,采用双目成像检测原理,同时结合车体偏移补偿,精确测量接触轨几何参数,采用实时定位系统,对检测数据进行定位。     

基于线阵相机的接触轨几何参数动态检测系统

基于线阵相机的接触轨几何参数动态检测系统,采用高速线阵相机,通过光切法,获取接触轨目标图像;采用双目成像检测原理,同时结合车体偏移补偿,精确测量接触轨几何参数;采用实时定位系统,对检测数据进行定位。     

车体振动对接触网检测的影响分析及补偿方法研究

将机器视觉技术应用于轨道交通接触网检测车车体振动补偿,基于激光摄像传感器搭建了接触网检测车补偿装置,分析了多自由度车体振动之间的相互耦合关系及车体振动对检测数据的影响,推导了基于机器视觉的接触网检测车车体振动补偿计算公式,并将该补偿方法应用于接触网检测车。在郑徐客运专线进行试验,补偿后拉出值检测数据相较于补偿前,重复性误差均值减小了7.35 mm,补偿前后拉出值检测数据比照人工测量数据,补偿后比补偿前测量误差均值减小了8.80 mm,以及在杭州地铁2号线进行了检测数据与人工测量数据对比试验,补偿后比补偿前测量误差减小了10.25 mm。两项试验验证了该补偿方法对于提高接触网检测精度的有效性。     

接触网导线测量仪检定台架测量不确定度评定

对接触网导线测量仪检定台架进行导高示值误差测量不确定度的评定和拉出值示值误差测量不确定度的评定,以确认其示值误差、测量原理、测量条件、测量方法和测量程序的科学性、可行性、经济性,结果表明,该台架符合规程要求。     

地铁接触网几何参数检测方式的对比

介绍接触式检测方式、非接触式激光雷达扫描法和非接触式图像测量法3种地铁接触网几何参数检测方式的基本原理和特点。认为随着技术的发展,图像测量法将被越来越广泛采用。