一种接触网悬挂状态检测监测装置性能测试平台及方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别是一种接触网悬挂状态检测监测装置性能测试平台及方法。

背景技术

轨道安全是轨道交通运输最基本的安全条目，在如今轨道交通运输作为城市交通的一大主力：速度快、运量大，且安全舒适。因此轨道的检修显得非常重要，应铁路局需求，接触网悬挂状态检测监测装置随之出现，能够为接触网巡视与检修提供全面的资料，并指导工区巡检维修作业，提升了巡检效率，而目前对于4C检测设备都只能将该设备装配到现场或者将现场的数据带回公司才能进行测试。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种接触网悬挂状态检测监测装置性能测试平台及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种接触网悬挂状态检测监测装置性能测试平台，包括幕墙、几何参数测量区、接触网装置、视野测试装置和服务器；所述接触网装置设置在幕墙的前方，所述几何参数测试区包括导高定位柱、测试横梁、几何参数相机、标定梁和激光器，所述导高定位柱包括有两根定位柱，两根定位柱竖直平行设置在幕墙上，且关于幕墙的中心对称；

标定梁水平设置在两根定位柱上用于标定，所述标定梁上均布设置有标定杆，所述测试横梁水平设置在两根定位柱上用于测试误差，所述幕墙的正前方设置有安装平台，所述安装平台上设置有激光器和几何参数相机；

视野测试装置包括支持装置区域成像单元、吊弦成像单元、接触悬挂成像单元、附加悬挂成像单元和吊柱区域成像单元，所述支持装置区域成像单元、接触悬挂成像单元、附加悬挂成像单元和吊柱区域成像单元设置在安装架上，所述吊弦成像单元设置在安装平台上，所述的安装架设置在幕墙的正前方，所述服务器接收支持装置区域成像单元、接触悬挂成像单元、附加悬挂成像单元和吊柱区域成像单元的图像数据，进行实时缺陷识别。

具体的，所述的定位柱上设置沿定位柱均布设置有多个定位台阶，相邻定位台阶之间的距离为100mm，定位台阶用于放置标定梁和测试横梁。

具体的，所述测试横梁包括单支测试梁和双支测试梁，所述单支测试梁和双支测试梁上均设置有定位孔洞，所述单支测试梁上设置有一排孔距为50mm的定位孔洞；所述双支测试梁设置有至少两排孔距为50mm的定位孔洞，其排距为25mm。

具体的，所述单支测试梁、双支测试梁和小测试梁上均设置有刻度尺，用于查看拉出值。

具体的，所述的幕墙中心前方的地面上设置有垂直于幕墙的轨道，所述安装架滑动设置在轨道上。

具体的，所述安装架包括上下两层，所述支持装置区域成像单元包括第一支持装置区域成像相机和第二支持装置区域成像相机，所述第一支持装置区域成像相机和第二支持装置区域成像相机设置在安装架上层的两侧，分别拍摄左右两侧；所述接触悬挂成像单元包括第一接触悬挂成像相机、第二接触悬挂成像相机和接触悬挂连续拍摄相机，所述第一接触悬挂成像相机、第二接触悬挂成像相机设置在安装架的上层，且位于第一支持装置区域成像相机和第二支持装置区域成像相机之间的两侧，分别用于拍摄左右两侧，所述接触悬挂连续拍摄相机设置在固定架下层的中间位置；所述附加悬挂成像单元包括附加悬挂成像相机，其设置在固定架下层的右侧，用于拍摄接触网装置的附加悬挂区域；所述吊柱区域成像单元包括吊柱区域成像相机，其设置在附加悬挂成像相机与接触悬挂连续拍摄相机之间，用于拍摄接触网装置的吊柱座，所述吊弦成像单元包括吊弦相机、所述吊弦相机对接触网装置的接触线及吊弦进行成像。

具体的，所述的幕墙上设置有显示屏。

具体的，所述单支测试梁、双支测试梁和小测试梁上设置有复位按钮。

一种接触网悬挂状态检测监测装置性能测试平台测试方法，包括以下步骤：

S1、标定，将标定梁的两端分别放置在两根定位柱的定位台阶上并定位，激光器产生激光打在一排标定杆上形成一排光斑，几何参数相机进行摄像并将拍摄的照片传输至服务器；将标定梁放置在水平不同高度的定位台阶上分别进行标定，服务器采集几何参数相机拍摄的多张照片进行处理得到标定数据；

S2、误差测试，标定完成后将测试梁放置在两根定位柱的定位台阶上并定位，然后在测试梁的定位孔洞内插入测试杆，插入的测试杆触发对应的触发开关来确定测试杆的位置，按下测试梁左端的复位按钮，服务器识别测试杆的位置信息，并将测试杆位置处的导高设定值和拉出设定值显示在显示屏上；

S3、激光器产生激光打在测试杆上，然后几何参数相机进行拍摄并将拍摄的照片传输至服务器进行处理，服务器以标定数据为标准计算得到测试杆的导高测量值和拉出测量值，将导高测量值和拉出测量值与导高设定值和拉出设定值以及导高测量值和拉出测量作比较，计算测量误差；

S4、调整固定架的位置以及调节相机拍摄角度和焦距，使成像范围覆盖对应区域，且场景物体清晰可辨，同时人工制造接触网装置典型缺陷，通过支持装置区域成像单元、接触悬挂成像单元、附加悬挂成像单元和吊柱区域成像单元采集图像数据，并将图像数据发送到服务器进行实时缺陷识别。

本发明具有以下优点：

1、使用本发明的性能测试平台，能够验证4C拍摄成像效果，验证几何参数算法和图像识别算法，代替在装车现场调节相机和标定的工序，可以根据需求获取特定接触网缺陷图片，实时进行缺陷检测。

附图说明

图1 为本发明的整体结构示意图；

图2 为本发明的视野测试装置结构示意图；

图3 为本发明的定位柱结构示意图；

图4 为本发明的双支测试梁正面结构示意图；

图5 为本发明的触发开关设置结构示意图；

图6 为本发明的相机安装示意图；

图7 为图2中A处的放大结构示意图；

图中：1-幕墙，2-定位柱，3-门，4-轨道，5-安装架，6-双支测试梁，7-单支测试梁，8-小测试梁，9-卡尺，10-显示屏，11-激光器，12-吊弦相机，13-几何参数相机，14-安装平台，15-测试杆，16-复位按钮，17-定位孔洞，18-触发开关，19-接触网装置，20-第一支持装置区域成像相机，21-定位台阶，22-第一接触悬挂成像相机，23-第二接触悬挂成像相机，24-第二支持装置区域成像相机，25-附加悬挂成像相机，26-吊柱区域成像相机，27-接触悬挂连续拍摄相机。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1～7所示，一种接触网悬挂状态检测监测装置性能测试平台，包括幕墙1、几何参数测量区、接触网装置19、视野测试装置和服务器；所述接触网装置19设置在幕墙1的前方，所述几何参数测试区包括导高定位柱、测试横梁、几何参数相机13、标定梁28和激光器11，所述导高定位柱包括有两根定位柱2，两根定位柱2竖直平行设置在幕墙1上，且关于幕墙1的中心对称；

标定梁28水平设置在两根定位柱2上用于标定，所述标定梁28上均布设置有标定杆29，所述测试横梁水平设置在两根定位柱2上用于测试误差，所述幕墙1的正前方设置有安装平台14，所述安装平台14上设置有激光器11和几何参数相机13；现有的4C检测设备都只能将该设备装配到现场或者将现场的数据带回公司才能进行测试，这样的方式操作复杂且在现场对激光器11和几何参数相机13进行标定时误差大，会造成检测的结果误差大，本实施中通过设置两根竖直的定位柱2，两根定位柱2之间的区域为漫反射区，通过导高定位柱配合标定梁28、激光器11和几何参数相机13对测试平台上进行标定，在测试平台上的激光器11与几何参数相机13的相对位置与列车车顶的激光器11与几何参数相机13的相对位置不变，这样将测试平台上标定的信息输入到现场的设备上，然后现场就可以直接测量，不用现场标定测试平台的底面相当于列车的车顶。

视野测试装置包括支持装置区域成像单元、吊弦成像单元、接触悬挂成像单元、附加悬挂成像单元和吊柱区域成像单元，所述支持装置区域成像单元、接触悬挂成像单元、附加悬挂成像单元和吊柱区域成像单元设置在安装架5上，所述吊弦成像单元设置在安装平台14上，所述的安装架5设置在幕墙1的正前方，所述服务器接收支持装置区域成像单元、接触悬挂成像单元、附加悬挂成像单元和吊柱区域成像单元的图像数据，进行实时缺陷识别；接触网装置19包括支柱、平腕臂、斜腕臂、绝缘子、铁锚压板、限位定位器、定位管、等电位连接线和吊弦等。为了使拍摄成像效果与实际线路更贴切，因此和实际场景的比例为一比一，同时可用于检查相机成像效果；本实施例中幕墙1的尺寸为8000×4200mm，其中中间的1900×3300mm范围为漫反射区，用于几何参数标定测量，在进行几何参数测量时，几何参数相机13相机检测激光器11产生的激光打在接触线上形成的光斑，利用结构光测量原理，由算法测量计算出接触线的导高、拉出值，双支间距则是分别测量出两个接触线的值，再计算出其双支垂直间距以及双支水平间距。

进一步的，所述的定位柱2上设置沿定位柱2均布设置有多个定位台阶21，相邻定位台阶21之间的距离为100mm。在单支测试梁7、双支测试梁6和小测试梁8的两侧均设置有卡位台阶，在将单支测试梁7、双支测试梁6和小测试梁8的两端分别放置在两根定位柱2的定位台阶21上，然后左侧通过卡位台阶与定位台阶21贴合来进行定位，然后使单支测试梁7、双支测试梁6和小测试梁8向内贴紧定位柱2。

进一步的，所述测试横梁包括单支测试梁7和双支测试梁6，所述单支测试梁7和双支测试梁6上均设置有定位孔洞17，所述单支测试梁7上设置有一排孔距为50mm的定位孔洞17，单支测试梁7上定位孔洞17的个数为25个；所述双支测试梁6设置有至少两排孔距为50mm的定位孔洞17，其排距为25mm。

进一步的，所述单支测试梁7、双支测试梁6和小测试梁8上均设置有刻度尺，用于查看拉出值。测试杆15插在定位孔洞17内后，可以通过刻度尺查看当前测试杆15的位置信息。

进一步的，所述的幕墙1中心前方的地面上设置有垂直于幕墙1的轨道4，所述安装架5滑动设置在轨道4上，安装架5在轨道上滑动可以调整相机的位置，本实施例中的轨道4设置在距离幕墙1五米的位置，且接触网装置19设置在轨道4与幕墙1之间。

进一步的，所述安装架5包括上下两层，所述支持装置区域成像单元包括第一支持装置区域成像相机20和第二支持装置区域成像相机24，所述第一支持装置区域成像相机20和第二支持装置区域成像相机24设置在安装架5上层的两侧，分别拍摄左右两侧，第一支持装置区域成像相机20和第二支持装置区域成像相机24采用两个相同参数的2500W像素全景相机，分别拍摄左右两侧的接触网装置19，成像范围为地面以上800～4100mm、幕墙中心线左右两侧3500mm的交叉区域，总画面图像像素为5000万，如图1中长边B和高A形成的矩形区域；所述接触悬挂成像单元包括第一接触悬挂成像相机22、第二接触悬挂成像相机23和接触悬挂连续拍摄相机27，所述第一接触悬挂成像相机22、第二接触悬挂成像相机23设置在安装架5的上层，且位于第一支持装置区域成像相机20和第二支持装置区域成像相机24之间的两侧，分别用于拍摄左右两侧，所述接触悬挂连续拍摄相机27设置在固定架5下层的中间位置，第一接触悬挂成像相机22、第二接触悬挂成像相机23采用两个相同参数的2500W像素全景相机，成像范围为800～4100mm，宽为2000mm的交叉区域，如图1中所示的长边C和高D形成的矩形区域，用于拍摄接触网装置19的接触悬挂区域，接触悬挂连续拍摄相机27分辨率设定为1920*1080；所述附加悬挂成像单元包括附加悬挂成像相机25，其设置在固定架5下层的右侧，用于拍摄接触网装置19的附加悬挂区域，附加悬挂成像相机25采用像素2500万的相机，成像范围为如图1中边G和边H形成的矩形区域；所述吊柱区域成像单元包括吊柱区域成像相机26，其设置在附加悬挂成像相机25与接触悬挂连续拍摄相机27之间，用于拍摄接触网装置19的吊柱座，吊柱区域成像相机26采用像素2500万的相机，成像范围为如图1中的边E和边F形成的矩形区域。所述吊弦成像单元包括吊弦相机，所述吊弦相机12对接触网装置19的接触线及吊弦进行成像。

进一步的，所述的幕墙1上设置有显示屏10，幕墙1上开设有1950×1000mm的门3，显示屏10安装在门3上，显示屏10可实时显示几何参数设定值，便于几何参数观察记录，进行设定值与测量值的对比。

进一步的，所述单支测试梁7、双支测试梁6和小测试梁8上的一侧均设置有触发开关18，所述触发开关18与定位孔洞17对应设置，所述单支测试梁7、双支测试梁6和小测试梁8上均设置有复位按钮16。在进行几何参数测试时，将测试杆15插入定位孔洞17内，使测试杆15穿过定位孔洞17并触发触发开关18，服务器检测到触发开关18被触发后识别并记录位置，然后在调整好位置后按下复位按钮16，这时服务器就将调整后的拉出值和导高值显示在显示屏10上，位置信息通过无线传输给服务器。在定位柱2的定位台阶21上设置有传感器用于检测测试梁，当测试梁放置在定位台阶21上后能触发传感器，这时服务器就能检测到测试梁的竖向位置，即导高值，通过按下复位按钮16就能刷新导高值和拉出值。

一种接触网悬挂状态检测监测装置性能测试平台测试方法，包括以下步骤：

S1、标定，将标定梁28的两端分别放置在两根定位柱2的定位台阶21上并定位，激光器11产生激光打在一排标定杆29上形成一排光斑，几何参数相机13进行摄像并将拍摄的照片传输至服务器；将标定梁28放置在水平不同高度的定位台阶21上分别进行标定，服务器采集几何参数相机13拍摄的多张照片进行处理得到标定数据；

S2、误差测试，标定完成后将测试梁放置在两根定位柱2的定位台阶21上并定位，然后在测试梁的定位孔洞17内插入测试杆15，插入的测试杆15触发对应的触发开关18来确定测试杆15的位置，按下测试梁左端的复位按钮16，服务器识别测试杆的位置信息，并将测试杆15位置处的导高设定值和拉出设定值显示在显示屏10上；

S3、激光器11产生激光打在测试杆15上，然后几何参数相机进行拍摄并将拍摄的照片传输至服务器进行处理，服务器以标定数据为标准计算得到测试杆15的导高测量值和拉出测量值，将导高测量值和拉出测量值与导高设定值和拉出设定值以及导高测量值和拉出测量作比较，计算测量误差；

S4、缺陷测试，调整固定架5的位置以及调节相机拍摄角度和焦距，使成像范围覆盖对应区域，且场景物体清晰可辨，同时人工制造接触网装置典型缺陷，典型缺陷为开口销缺失、钉销反差、管帽缺失、螺帽、螺栓缺失、异物等，通过支持装置区域成像单元、接触悬挂成像单元、附加悬挂成像单元和吊柱区域成像单元采集图像数据，并将图像数据发送到服务器进行实时缺陷识别。

其中，步骤S1～S3为几何参数测试，步骤S4为缺陷测试，为两个独立的测试，互不干涉。

服务器包含带有GPU显卡且内存不低于8G的图像识别服务器和几何参数服务器。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。