（一）必要性和意义；本产品满足了市场的技术需求。 随着铁路交通的迅速发展,列车的行车安全越来越受到重视。机车受电弓是从接触网上获取电流,供火车正常行驶,因此机车受电弓的安全运行受到了广泛的重视。传统的受电弓检测方法精度低,准确性差,目前德国、法国、日本等国家正在发展在线的、非接触式的检测 方法,能够实时准确的检测滑板的厚度,为机车的安全运行提供可靠的保证。 受电弓是电动客车的重要核心部件，直接关系到车辆运行的安全、平稳，在高速动车组、地铁车辆中大量应用。受材质、受电弓结构、列车速度、空气阻力和外部运行环境的影响容易产生非正常运行状态，危害车辆安全运行。为应对列车运行效率及运行质量的高要求，需要提高受电弓运行检测水平，保证及时维护，防止故障状态的延续和发展。                                                        

     电动列车出入库受电弓监测系统，是一种受电弓在线自动化、动态综合监测系统，除了对碳滑板的检测外，以受电弓运行过程中运行姿态的变化为重要故障信息，通过受电弓三维空间形位关系的检测全面、直观地反映受电弓运行状态。 在电动列车入库时，不需停留，无需接触，自动检测受电弓状态和主要工作参数。系统除了对被检测列车车号、受电弓各种状态检测参数进行分类统计存储外，还将自动记录每次被检测的受电弓图像，留下最真实最可靠的实质性数据。 为适应城市轨道交通多点、网络化发展的技术需求，充分发挥现有网络的功能，系统全面安装布置后将实现多基地数据共享及全网络数据发布。系统可以实现历史数据的趋势分析，可以实现数据超限报警和数据变化趋势超限报警。
    本系统可以适应多种现场条件的安装，速度适应范围也很广，既可安装在出入库线路，实现出入库列车受电弓的状态检测，也可安装正线运行线路，在高速运行状态下实现受电弓状态的检测。高铁、轨道交通建设将形成巨大的产业链条，铁路营运所需电气化列车数量的急剧增加，会导致受电弓在线监测系统需求量的急剧增加，因此，受电弓在线监测系统的应用前景十分广阔。 列车运行时速越快，对受电弓在线监测系统的要求越高，相机的摄像速度、数据的处理速度都必须相应加快，高铁技术较先进的国家德国、法国、日本都在研发用于高铁的受电弓在线监测系统，中国在这方面的研究也取得了较大进步。
（二）相关技术国内外发展现状与趋势
    近几年，我国电气化铁路不断向高速、重载方向发展，对铁路运输安全提出了越来越高的要求，弓网故障及其导致的恶性弓网事故严重制约着电气化铁路的发展。尤其是我国高速铁路的迅猛发展，更需要对受电弓、车顶进行严密检测。 国内主要采用传统的人工登车顶对受电弓、车顶进行检测。这种方法的弊端主要是容易造成列车停车时间较长及受人为因素影响较大。为此，铁路迫切需要研制精度高、效率高、可靠性高的自动化检测系统，以动态监控受电弓、车顶的质量状况。
    目前受电弓检测主要有车载设备检测、入库人工检测、地面在线检测三种方式，但都存在着一定的局限性，车载设备检测方式在实际运用中存在着安装、投资规模及数据传输等问题；而入库人工检测方式效率低，检测项目有限，不能反映动态运行时的状态；现有地面在线检测以检测受电弓碳滑板的厚度为主要功能，检测功能单一，不能全面反映受电弓的运行状态。 有部分列车采用超声波检测滑板磨耗，是以DSP TMS320LF2407A（是TI公司专为电机控制而设计的单片DSP控制器）控制超声波传感器测量受电弓滑板的磨耗值,然后将获取的数据传输到检测主机分析处理。但超声波检测系统的精度比激光检测系统和CCD图像测量检测系统差，不能测量受电弓轮廓，只能测量低速列车，使用受到很多限制。
    西南交通大学研制出受电弓状态及车顶状态动态检测系统。受电弓状态及车顶状态动态检测系统将CCD图像测量技术应用到了图像拍摄中，该系统针对各类受电弓的特征，通过多层次特征识别及边缘提取的方法，得到了受电弓的有关关键参数。该系统能够对整个检测过程进行多维摄像，并能够进行图像分析、存储。系统操作人员能够根据需要，回放、查询或输出故障图像。
    目前受电弓检测系统大都是基于自然光条件下的图像检测技术，在实际应用过程中存在以下问题： 自然光的变化对图像检测、分析存在很大影响； 受电弓碳滑条的颜色变化、高强度闪光可能导致碳滑块边缘扩散，引起很大的测量误差； 会造成图像背景复杂，对准确的图像识别带来困难。 对比目前检测技术，本系统最大的亮点在于多重线结构光端面几何检测技术的应用，由于激光属于恒定光源，具备稳定性好和识别率高的特点，可以快速实现受电弓三维运动状态的检测，不易受外界自然光和环境因素影响。线激光的合理运用，结合图像传感器和数字图像分析技术，组成一个技术领先的、稳定的激光视觉检测系统，大大提高了系统的检测精度，优于常规的、单一的图像视觉检测系统。