В основу работы УСП КП положен стереоскопический принцип определения положения объекта в пространстве, основанный на измерении углового положения (угла визирования) объекта относительно осей оптических систем трех разнесенных в пространстве на некоторое базовое расстояние телевизионных (ТВ) камер. При этом оси оптических систем всех трех камер сориентированы так, что лежат в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной направлению движения автомотрисы. Поля зрения оптических приемников камер с фоточувствительными ПЗС линейками повернуты так, что лежат в одной плоскости с осями оптических систем.
Начало лучей визирования КП каждой камерой определяется положением некоторой узловой точки в центре входного зрачка объектива оптической системы камеры. Узловые точки ТВ камер размещаются на одной линии поперек автомотрисы параллельно плоскости капота автомотрисы на расстоянии S (базовое расстояние) друг от друга (рис. 2.1), причем узловая точка центральной камеры размещается в диаметральной плоскости кузова автомотрисы.
Значения измеренных углов визирования КП крайними камерами aЛ (левая камера) и aП (правая камера) при известном базовом расстоянии S позволяют вычислить высоту контактного провода над линией, соединяющей узловые точки камер (базой ТВ системы) НКП и его смещение относительно диаметральной плоскости кузова автомотрисы LКП по простым формулам:
. (1)
Центральная камера предназначена для выявления и отбрасывания ложных объектов (артефактов), возникающих в точках пересечения лучей визирования, при нахождении в полях зрения камер более одного объекта. Процедура ведется с использованием неравенства:
, (2)
где aЦ - угол визирования объекта (КП) центральной камерой телевизионной системы; А – величина, определяемая качеством сведения камер.
Рисунок 2.1 – Положение контактного провода относительно ТВ камер
Далее осуществляется пересчет полученных значений высоты и смещения КП в координаты КП относительно положения головок рельсов железнодорожного пути с использованием информации от датчиков боковых перемещений кузова автомотрисы относительно колесной пары ходовой тележки.
Левая и правая ТВ камеры содержат в своем составе фотодиодные фотоприемники датчика опор контактной сети. Поля зрения фотоприемников лежат в одной плоскости с осями оптических систем ТВ камер и сориентированы так, что при движении автомотрисы в них попадают изображения стержней основных фиксаторов опор контактной сети и не попадают изображения контактных проводов.
На основании информации получаемой от ДС производится привязка к координатам пути, определение скорости и направления движения.