基于机器视觉的接触网几何参数检测方法

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1、第３３卷第１期兰州交通大学学报Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．１２０１４年２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｅｂ．２０１４文章编号：１００１－４３７３（２０１４）０１－０１９２－０４ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４３７３．２０１４．０１．０３８基于机器视觉的接触网几何参数检测方法＊王延良１，游诚曦１，刘宝轩２（１．广州铁路（集团）公司供电处，广东广州５１００８８；２．西南交通大学电气工程学院，四川成都６１００３１）摘要：提出了一种基于机器视觉技术的接触网几何参数检测方法。检测过程中，通过线阵相机对锚段关节、支柱等关键零部件

2、的识别，实现检测数据精确定位，同时采用振动补偿技术消除由检测车体振动所造成的检测误差．检测结果表明，该方法能够有效地提高接触网动态几何参数检测精度，具有实际意义．关键词：机器视觉；线阵ＣＣＤ相机；接触网几何参数；检测中图分类号：ＴＰ３９１文献标志码：ＡＣａｔｅｎａｒｙＧｅｏｍｅｔｒｉｃａｌＰａｒａｍｅｔｅｒＤｅｔｅｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄＢａｓｅｄｏｎＭａｃｈｉｎｅＶｉｓｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１，ＹＯＵＣｈｅｎｇ－ｘｉ１，ＬＩＵＢａｏ－ｘｕａｎ２ＷＡＮＧＹａｎ－ｌｉａｎｇ（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙ，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＲａｉｌｗａｙＧｒｏｕ

3、ｐＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１００８８，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｃａｔｅｎａｒｙｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｐａ－ｒａｍｅｔｅｒｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｔｅｓｔｄａｔａｐｒｅｃｉｓｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｂｙｔｈｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｎｃｈｏ－ｒｉｎ

4、ｇｓｅｃｔｉｏｎ，ｐｉｌｌａｒｓａｎｄｏｔｈｅｒｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ａｎｄｅｒｒｏｒｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｄｅｔｅｃｔｏｒｂｏｄｙｖｉｂｒａｔｉｏｎａｒｅｅｌｉｍｉｎａｔｅｄｂｙｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅ－ｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｇｅｏｍｅｔｒｙｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎ；ｌｉｎｅ－ｓｃａｎＣＣＤｃａｍｅｒａ；ｃａｔｅｎａｒｙｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｄｅｔｅｃ

5、ｔｉｏｎ［３－４］接触网是与电气化铁路安全运营直接相关的架坡度不能检测．国内对于接触网几何参数检测，空设备，沿线架设且无备用，工作环境恶劣，接触网先前主要采用人工巡视方法；目前大多采用车载在故障在电气化铁路设备故障中所占的比例很大．发线测试等接触式检测方法实现接触网几何参数的巡现并解决接触网中存在的安全隐患，对于保障电力查、检测，检测效率较低．文献［５］研制出一种便携式机车正常运行，避免重大事故发生具有重要意义．接接触网几何参数激光测量仪，能够实现对接触网静触网检测包括接触网几何参数和动力学参数的检态几何参数测量；但测量周期较长，无法短时间内完测．接触网几何参数主要

6、有导高、拉出值、定位管坡成整条检测线路接触网几何参数测量．度、线岔和接触线磨耗等，是评估受流性能优劣的重针对上述检测技术现状，本文提出了一种基于［１－２］要指标．接触网几何参数检测对于指导现场维机器视觉技术的检测方法，采用线阵相机对拉出值、护，保障机车安全运营起到了不可替代的作用．导高和定位管坡度等接触网几何参数进行实时、动德国接触网检测技术偏重于对接触压力与硬点态和非接触检测．检测结果表明，该方法能够有效实检测，能够实现动力学参数准确测量，对弓网接触状现对拉出值和定位管坡度等几何参数精确检测，同况做出评判；但对拉出值检测结果误差较大、定位管时较文献［５］方法比，大

7、大提高了检测速度．＊收稿日期：２０１３－１１－２０学报网址：ｈｔｔｐ：／／ｘｂ．ｌｚｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ作者简介：王延良（１９６２－），男，广东广州人，高级工程师，主要研究方向为铁道电气化．Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉａｏｔｏｙｙ＠１６３．ｃｏｍ第１期王延良等：基于机器视觉的接触网几何参数检测方法１９３Y１检测原理目标Sx基于机器视觉的检测设备对接触网几何参数的检测原理如图１所示．图１中Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３和Ｋ４为采y用加拿大ＤＡＬＳＡ生产的Ｓ系列线阵ＣＣＤ扫描相机，其线阵相机频率为２ｋＨｚ，线率为２０４８像素，点xlxryr阵大小为０．０１４ｍｍ，动态检测过程中实现不大于O