本發(fā)明涉及一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的接觸網(wǎng)檢修方法，屬于接觸網(wǎng)檢修。

背景技術(shù)：

1、隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，電氣化技術(shù)水平的不斷提升。接觸網(wǎng)作為電氣化鐵路供電的核心設(shè)施，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩c效率。在高原地區(qū)，由于低溫、缺氧等惡劣自然條件，尤其是夜間，接觸網(wǎng)的維修工作對維修人員的生命安全和作業(yè)效率構(gòu)成了極大威脅。因此，探索新型、高效的智能化維護(hù)方法顯得尤為迫切。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的接觸網(wǎng)檢修方法。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所提供的技術(shù)方案是：一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的接觸網(wǎng)檢修方法，包括以下步驟：

3、步驟一、通過巡檢車上的激光雷達(dá)傳感器、深度相機(jī)獲得接觸網(wǎng)的真實(shí)世界數(shù)據(jù)；

4、步驟二、基于數(shù)字孿生技術(shù)、接觸網(wǎng)的真實(shí)世界數(shù)據(jù)，并通過虛擬仿真平臺建立接觸網(wǎng)數(shù)字孿生平臺；

5、步驟三、在接觸網(wǎng)數(shù)字孿生平臺對接觸網(wǎng)維修過程進(jìn)行仿真，獲得機(jī)械臂虛擬運(yùn)動(dòng)路徑；

6、其中利用yolov5算法和手眼標(biāo)定技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械臂的精準(zhǔn)控制；

7、步驟四、操作者通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入接觸網(wǎng)數(shù)字孿生平臺中通過全知視角觀察機(jī)械臂虛擬運(yùn)動(dòng)路徑，得到合適路徑，并通過rviz進(jìn)行規(guī)劃；

8、步驟五、通過rviz與機(jī)械臂聯(lián)動(dòng)，根據(jù)機(jī)械臂虛擬運(yùn)動(dòng)路徑控制機(jī)械臂的顯示維修路徑，對接觸網(wǎng)進(jìn)行檢修。

9、進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述步驟三中的通過vr頭顯進(jìn)行仿真。

10、進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述步驟三中的仿真過程為：

11、步驟1、利用yolov5算法和手眼標(biāo)定技術(shù)對機(jī)械臂坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定；

12、步驟2、坐標(biāo)標(biāo)定完成后，生成機(jī)械臂虛擬運(yùn)動(dòng)路徑，完成仿真過程。

13、進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述步驟1中在接觸網(wǎng)數(shù)字孿生平臺中按照現(xiàn)實(shí)世界的接觸網(wǎng)進(jìn)行一比一建模，在虛擬設(shè)置中，將vr頭顯坐標(biāo)設(shè)定為原始坐標(biāo)，vr頭顯在虛擬世界中可當(dāng)作一個(gè)攝像頭，導(dǎo)入yolov5算法，當(dāng)視線中出現(xiàn)目標(biāo)如螺絲釘時(shí)，yolov5算法給目標(biāo)打出標(biāo)記，即可獲得目標(biāo)相對于頭顯的相對坐標(biāo)，從而可手眼標(biāo)記。

14、進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述步驟三中在虛擬世界中，將vr兩個(gè)手柄功能改成兩只手，一只手固定其他關(guān)節(jié)，另外一只手移動(dòng)目標(biāo)關(guān)節(jié)，即當(dāng)機(jī)械臂移動(dòng)到相應(yīng)位置時(shí)，各個(gè)關(guān)節(jié)都在理想位置，其他關(guān)節(jié)隨著正在移動(dòng)的關(guān)節(jié)移動(dòng)到其他地方。

15、進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述步驟四的具體過程為：在虛擬仿真平臺中與p口進(jìn)行有線連接，戴上pico眼鏡即可進(jìn)入虛擬仿真世界，全知視角觀察機(jī)械臂虛擬運(yùn)動(dòng)路徑，若發(fā)現(xiàn)合適，則確定為合適路線，并通過rviz進(jìn)行規(guī)劃；如不合適，則重復(fù)步驟三-步驟四，直到合適。

16、本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明在檢巡車上安裝激光雷達(dá)便于夜間找尋接觸網(wǎng)位置，通過將yolov5模型代碼輸入機(jī)械臂的深度相機(jī)中，達(dá)到使其可實(shí)時(shí)檢測接觸網(wǎng)是否有螺絲松動(dòng)、損傷等問題，根據(jù)缺失或有損傷的零件選擇相應(yīng)工具進(jìn)行維修，最終達(dá)到維修人員通過人機(jī)交互系統(tǒng)對機(jī)械臂下達(dá)指令，并利用vr技術(shù)人為進(jìn)入虛擬世界確定合適路徑；本發(fā)明可幫助高原地區(qū)惡劣天氣的情況下輕松完成接觸網(wǎng)維修任務(wù)。

技術(shù)特征：

1.一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的接觸網(wǎng)檢修方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的接觸網(wǎng)檢修方法，其特征在于，所述步驟三中的通過vr頭顯進(jìn)行仿真。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的接觸網(wǎng)檢修方法，其特征在于，所述步驟三中的仿真過程為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的接觸網(wǎng)檢修方法，其特征在于，所述步驟1中在接觸網(wǎng)數(shù)字孿生平臺中按照現(xiàn)實(shí)世界的接觸網(wǎng)進(jìn)行一比一建模，在虛擬設(shè)置中，將vr頭顯坐標(biāo)設(shè)定為原始坐標(biāo)，vr頭顯在虛擬世界中可當(dāng)作一個(gè)攝像頭，導(dǎo)入yolov5算法，當(dāng)視線中出現(xiàn)目標(biāo)如螺絲釘時(shí)，yolov5算法給目標(biāo)打出標(biāo)記，即可獲得目標(biāo)相對于頭顯的相對坐標(biāo)，從而可手眼標(biāo)記。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的接觸網(wǎng)檢修方法，其特征在于，所述步驟2中在虛擬世界中，將vr兩個(gè)手柄功能改成兩只手，一只手固定其他關(guān)節(jié)，另外一只手移動(dòng)目標(biāo)關(guān)節(jié)，即當(dāng)機(jī)械臂移動(dòng)到相應(yīng)位置時(shí)，各個(gè)關(guān)節(jié)都在理想位置，其他關(guān)節(jié)隨著正在移動(dòng)的關(guān)節(jié)移動(dòng)到其他地方。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的接觸網(wǎng)檢修方法，其特征在于，所述步驟四的具體過程為：在虛擬仿真平臺中與p口進(jìn)行有線連接，戴上pico眼鏡即可進(jìn)入虛擬仿真世界，全知視角觀察機(jī)械臂虛擬運(yùn)動(dòng)路徑，若發(fā)現(xiàn)合適，則確定為合適路線，并通過rviz進(jìn)行規(guī)劃；如不合適，則重復(fù)步驟三-步驟四，直到合適。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的接觸網(wǎng)檢修方法，屬于接觸網(wǎng)檢修技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開了一種基于數(shù)字孿生技術(shù)的接觸網(wǎng)檢修方法，包括通過巡檢車上的激光雷達(dá)傳感器、深度相機(jī)獲得接觸網(wǎng)的真實(shí)世界數(shù)據(jù)；基于數(shù)字孿生技術(shù)、接觸網(wǎng)的真實(shí)世界數(shù)據(jù)，并通過虛擬仿真平臺建立接觸網(wǎng)數(shù)字孿生平臺；在接觸網(wǎng)數(shù)字孿生平臺對接觸網(wǎng)維修過程進(jìn)行仿真，獲得機(jī)械臂虛擬維修路徑；操作者通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入接觸網(wǎng)數(shù)字孿生平臺中通過全知視角觀察機(jī)械臂虛擬運(yùn)動(dòng)路徑，得到合適路徑，并通過rviz進(jìn)行規(guī)劃；通過rviz與機(jī)械臂聯(lián)動(dòng)，根據(jù)機(jī)械臂虛擬運(yùn)動(dòng)路徑控制機(jī)械臂的顯示維修路徑，對接觸網(wǎng)進(jìn)行檢修。本發(fā)明可幫助高原地區(qū)惡劣天氣的情況下輕松完成接觸網(wǎng)維修任務(wù)。

技術(shù)研發(fā)人員：朱子清,趙舵,劉瀟,陳楚涵,梁珂寧,賈豫川
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西南交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6