发明创造名称：一种接触网几何参数动态测量方法
外观设计名称：
决定号：198784
决定日：2019-12-13
委内编号：1F275299
优先权日：
申请（专利）号：201510183224.5
申请日：2015-04-17
复审请求人：中国铁路上海局集团有限公司科学技术研究所
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：杨艳兰
合议组组长：宋艳杰
参审员：吕卓凡
国际分类号：G01B11/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，而这些区别技术特征或者是本领域普通技术人员基于另一份对比文件的内容易于想到的内容，或者是本领域常用的技术手段，并且该权利要求的技术方案并没有由于这些区别技术特征而具有预料不到的技术效果，则该项权利要求相对于上述这些对比文件没有突出的实质性特点和显著的进步，不具有创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510183224.5，名称为“一种接触网几何参数动态测量方法”的发明专利申请。本申请的申请日为2015年04月17日，公开日为2015年07月01日。申请人为中国铁路上海局集团有限公司科学技术研究所。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门审查员于2018年12月04日发出驳回决定，驳回了本发明专利申请，其理由是：权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定中引用了如下对比文件：
对比文件3：CN104406521A，公开日为2015年03月11日；
对比文件4：CN201865016U，公告日为2011年06月15日。
驳回决定所依据的文本为申请日提交的说明书摘要、说明书第1-25段、摘要附图、说明书附图图1-3，2018年09月18日提交的权利要求第1项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种接触网几何参数动态测量方法，所述接触线悬挂于钢轨上方，其特征在于：所述动态测量方法至少包括以下步骤：
在所述钢轨上设置一移动小车，该移动小车可沿所述钢轨移动，在所述移动小车的车架上设置两台线阵列相机和至少一台线激光器，使所述线激光器的光束发射面对准所述所需测量的接触网，将所述线阵列相机分别置于所述线激光器的两侧，并使所述线阵列相机的照射面朝向所述接触网, 在所述移动小车的车轮内侧分别设置有顶轮，所述顶轮的表面贴合所述钢轨的内侧表面, 在所述移动小车的车架主梁上设置伸缩结构以及位移传感器，通过所述位移传感器测量所述伸缩结构的伸缩量，该伸缩量用于测量线路的轨距数值，用于修正所述接触网的几何参数及磨耗数据；在所述移动小车上设置倾角传感器，通过所述倾角传感器测量所述线路轨道的超高，该高度用于修正所述接触网的几何参数及磨耗数据；
推动移动小车并启动所述线阵列相机，使所述线阵列相机随着所述移动小车在所述钢轨上的移动持续拍摄所述接触网的图像数据；
采用三角法立体测量技术原理对所述接触网的图像进行实时分析处理，计算得到所述接触网的几何参数；
所述车架上设置激光测距仪，所述激光测距仪用于测量线路支柱的侧面限界，所述车架上安装有视频监控相机及LED照明光源，所述视频监控相机用于拍摄线路前方接触网悬挂装置的安全状态，所述LED光源用于相机拍摄时的补光。”
驳回决定认为：权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件3所公开的技术内容相比，其区别技术特征在于：（1）权利要求1中的相机为线阵列相机；（2）权利要求1中在移动小车的车轮内侧分别设置有顶轮，顶轮的表面贴合钢轨的内侧表面；在移动小车的车架主梁上还设置伸缩结构以及位移传感器，通过位移传感器测量伸缩结构的伸缩量，该伸缩量用于测量线路的轨距数值，用于修正接触网的几何参数及磨耗数据；（3）权利要求1中在移动小车上设置倾角传感器，通过倾角传感器测量线路轨道的超高，该高度用于修正接触网的几何参数及磨耗数据；（4）权利要求1中车架上设置激光测距仪，激光测距仪用于测量线路支柱的侧面限界，车架上安装有视频监控相机及LED照明光源，视频监控相机用于拍摄线路前方接触网悬挂装置的安全状态， LED光源用于相机拍摄时的补光。上述区别技术特征或者被对比文件4所公开，或者为本领域的常规技术手段，因此，权利要求1不具备创造性。
申请人中国铁路上海局集团有限公司科学技术研究所（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年03月01日向国家知识产权局提出了复审请求，未提交申请文件的修改替换页。
复审请求人认为：本申请在进行空间位置参数测量的同时还实现了对接触网磨耗的测量，对比文件3无法了解到接触网的磨耗情况，对比文件3的线型激光光源白天不工作，其仅仅起到补光的作用，而本申请的线激光器是一直工作的，可以测量磨耗数据；本申请采用线阵相机的精度更高；对比文件3未采用编码器，而本申请中通过编码器定时触发信号来驱动线激光器及线阵相机进行工作，对比文件4采用机械式位移传感器，而本申请采用的是电子智能式位移传感器，其保障了测量频率和精度。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年03月20日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
经前置审查，原实质审查部门坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年08月21日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1与对比文件3的区别在于：（1）在所述移动小车的车轮内侧分别设置有顶轮，所述顶轮的表面贴合所述钢轨的内侧表面, 在所述移动小车的车架主梁上设置伸缩结构以及位移传感器，通过所述位移传感器测量所述伸缩结构的伸缩量，该伸缩量用于测量线路的轨距数值，用于修正所述接触网的几何参数及磨耗数据；在所述移动小车上设置倾角传感器，通过所述倾角传感器测量所述线路轨道的超高，该高度用于修正所述接触网的几何参数及磨耗数据；（2）相机为线阵列相机；所述车架上设置激光测距仪，所述激光测距仪用于测量线路支柱的侧面限界，所述车架上安装有视频监控相机及LED照明光源，所述视频监控相机用于拍摄线路前方接触网悬挂装置的安全状态，所述LED光源用于相机拍摄时的补光。上述区别技术特征或者被对比文件4所公开，或者为本领域的常规技术手段，因此，权利要求1不具备创造性。
复审请求人于2019年10月08日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。
复审请求人认为：本申请中使用的线阵相机使得每个接触网局部磨耗危险点可以被检测出来，实现接触网局部磨耗的高精度检测，提供的是一种线激光器和线阵列相机的组合，而对比文件3世纪上仅仅公开了线激光器用于补光的作用，且对比文件3实质上是一种动态与静态结合的半动态测量方式，而本申请权利要求1要求保护的是一种完全动态的测量。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人未对申请文件进行修改。因此，本复审决定的审查文本与驳回决定所针对的文本相同，为：申请日2015年04月17日提交的说明书摘要、说明书第1-25段、摘要附图、说明书附图图1-3，2018年09月18日提交的权利要求第1项。
2、关于创造性的问题
创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征，而这些区别技术特征或者是本领域普通技术人员基于另一份对比文件的内容易于想到的内容，或者是本领域常用的技术手段，并且该权利要求的技术方案并没有由于这些区别技术特征而具有预料不到的技术效果，则该项权利要求相对于上述这些对比文件没有突出的实质性特点和显著的进步，不具有创造性。
具体到本案：
权利要求1要求保护一种接触网几何参数动态测量方法，对比文件3公开了一种基于视觉测量技术的接触网几何参数测量仪器及检测方法（参见权利要求1-10，说明书第5-62段，附图1-2），一种基于视觉测量技术的接触网几何参数测量仪器，以便携小车为直接测量载体，以计算机视觉测量为核心的全新的接触网状态精密测量方式，实现了对接触网状态的连续测量；将小车放置在铁路轨道上，连续测量主要用于接触网日常维护，只需推行小车在轨道上行走一遍，便可测量完线路上接触网参数。基于视觉测量技术的接触网几何参数测量仪器，包括一个测量小车9，在所述的测量小车9上水平设有一个与其相连的基线2，在基线2的两端各安装一个与其相连的左相机1和右相机8，在所述的测量小车9上垂直设有一个与其相连的竖杆，在所述的竖杆的顶部安装一个角度可调的工业电脑4，在所述的竖杆的顶部安装一个角度可调的且与相机进行通讯的工业电脑。在所述的测量小车还上安装一个线形激光光源7。在小车上还安装有电器盒3，为工业电脑和相机供电。所述的测量小车的底部安装有导向轮10和行走轮11。在测量小车9上还设有轨距测量、里程测量、水平测量的传感器，用于测量所行进的里程及铁路轨道的轨距和水平两个几何参数，为接触网的测量提供真实的轨道面基准。两相机通过千兆网线分别与工业电脑的两个千兆网口连接，工业电脑为整个系统的数据处理中心，用于采集的两个相机的图像并做图像预处理识别接触网，采集各个传感器的数据，利用双目视觉测量的原理，根据预先标定的相机参数，解算出所接触网相对于轨道面坐标系的空间三维坐标，2m×2m×2m为测量小车能够测量的有效空间，只要是轨道中心线垂直于轨道面向上(坐 标Z向)5～7米处，左右方向(坐标X向)和前后方向(坐标Y向)各2米的三维空间范围内，只要两个相机能共同拍摄到的目标点就能计算出其坐标值，接触网的位置就在这一范围内(接触网的高度5.2～6.8米范围，拉出值在轨道中心两侧±0.6米的范围内)，且具有两个相机始终能同时拍到的特征，就能够实现了对接触网几何参数的测量，在小车标定完成后，将小车放置在铁路轨道上，以设定的速度推行小车前进，两个相机自动连续不断的采集接触网的图像，并将所采集的图像传给工业电脑，实现接触网的连续测量。
因此，对比文件3中的基于视觉测量技术的接触网几何参数测量仪器的检测方法相当于权利要求1中的接触网几何参数动态测量方法；对比文件3中的测量仪器以便携小车为直接测量载体，小车放置在铁路轨道上，以计算机视觉测量技术测量接触网状态，因此相当于公开了权利要求1中的“接触线悬挂于钢轨上方”；对比文件3中的测量小车9上水平设有一个与其相连的基线2，在基线2的两端各安装一个与其相连的左相机1和右相机8，在所述的测量小车还上安装一个线形激光光源7，将小车放置在铁路轨道上，以设定的速度推行小车前进，两个相机自动连续不断的采集接触网的图像，并将所采集的图像传给工业电脑，实现接触网的连续测量，并且从图1中可以确定两个相机分别位于线激光光源的左右两侧，相当于公开了权利要求1中的“在钢轨上设置一移动小车，该移动小车可沿钢轨移动，在所述移动小车的车架上设置两台相机和至少一台线激光器，使所述线激光器的光束发射面对准所述所需测量的接触网，将所述相机分别置于所述线激光器的两侧，并使所述线阵列相机的照射面朝向所述接触网”；对比文件3中的将小车放置在铁路轨道上，以设定的速度推行小车前进，两个相机自动连续不断的采集接触网的图像，并将所采集的图像传给工业电脑，实现接触网的连续测量，工业电脑为整个系统的数据处理中心，用于采集的两个相机的图像并做图像预处理识别接触网，采集各个传感器的数据，利用双目视觉测量的原理，根据预先标定的相机参数，解算出所接触网相对于轨道面坐标系的空间三维坐标，相当于公开了权利要求1中的“推动移动小车并启动所述线阵列相机，使所述线阵列相机随着所述移动小车在所述钢轨上的移动持续拍摄所述接触网的图像数据，采用三角法立体测量技术原理对所述接触网的图像进行实时分析处理，计算得到所述接触网的几何参数”。
因此，权利要求1与对比文件3的区别在于：（1）在所述移动小车的车轮内侧分别设置有顶轮，所述顶轮的表面贴合所述钢轨的内侧表面, 在所述移动小车的车架主梁上设置伸缩结构以及位移传感器，通过所述位移传感器测量所述伸缩结构的伸缩量，该伸缩量用于测量线路的轨距数值，用于修正所述接触网的几何参数及磨耗数据；在所述移动小车上设置倾角传感器，通过所述倾角传感器测量所述线路轨道的超高，该高度用于修正所述接触网的几何参数及磨耗数据；（2）相机为线阵列相机；所述车架上设置激光测距仪，所述激光测距仪用于测量线路支柱的侧面限界，所述车架上安装有视频监控相机及LED照明光源，所述视频监控相机用于拍摄线路前方接触网悬挂装置的安全状态，所述LED光源用于相机拍摄时的补光。
基于上述区别技术特征，权利要求1实际要解决的技术问题为：采用何种手段实现轨距和超高的测量。
针对区别技术特征（1），对比文件3中公开了在所述的测量小车上还设有轨距测量、里程测量、水平测量的传感器，用于测量所行进的里程及铁路轨道的轨距和水平两个几何参数。为接触网的测量提供真实的轨道面基准（参见说明书第11段），因此对比文件3给出了在利用小车进行接触网几何参数动态测量的时候，利用传感器测量轨距和水平（即超高）这些参数来对测量结果进行修正和补偿的技术启示。同时，对比文件4公开了一种用于轨道参数高效测量的智能轨道检测仪（参见说明书第4-32段，附图1-6），T字型车架主梁两端均内置有位移传感器15，可测量轨道两侧的微小钢轨轨距变化，避免只测量钢轨一侧，而忽略另一侧的钢轨微小凸凹变形等。在车架主梁两端的下部均分别安装有走行轮16、导向轮17以及测量轮5。走行轮16走行在钢轨6上带动检测车运行，导向轮17与测量轮16紧靠钢轨内侧。T字型车架主梁8为可拆分、伸缩式结构，主梁内置有气弹簧9、滑块10和滑动导轨22，气弹簧推动主梁伸缩端11，导向轮17安装在伸缩端11，承受伸缩端推动力，紧贴钢轨内侧，易受磨损。测量轮5类同于导向轮17，安装于T型车架8的中轴线位置上。测量轮5与位移传感器15相连接，二者之间设置有测量微动装置，也就是减震弹簧12和微动导轨13，即图2所示的微动导轨13与拉伸弹簧12或压缩弹簧12组成的连接装置。采用动态跟踪测量模式高密度采集线路轨距、水平（超高）等数据，即通过位移传感器、动态双轴倾角传感器和旋转编码器精确测量轨道的轨距和纵、横倾角以及里程，并生成轨距差值、水平变化、超高数值和线路里程（具体参见说明书第29-32段）。因此，对比文件4中公开的测量轮相当于权利要求1中的顶轮，并且公开了主梁上的伸缩结构，以及通过位移传感器来测量轨距变化，由于轨距的变化伴随伸缩量的变化，所以可以确定该位移传感器测量了伸缩结构的伸缩量，该伸缩量用于测量线路的轨距数值。对比文件4中的倾角传感器来测量超高的内容相当于权利要求1中的利用倾角传感器测量线路轨道的超高的内容。同时，对于本领域技术人员来说接触网导线的磨耗、高度、拉出值等内容可以通过三角摄影测量系统同时完成（参见韩宝明，李学伟主编，高速铁路概论[M]. 2008年，第240-244页），因此对于本领域技术人员来说利用三角摄影法来同时计算磨耗和高度、拉出值等几何参数是本领域的公知常识。对于本领域技术人员来说，根据公知常识公开的上述内容想到将其与对比文件3和4结合得到区别技术特征（1）是容易的，不需要付出创造性的劳动。
针对区别技术特征（2），线阵列相机为本领域常用的相机，对于本领域技术人员来说，根据当前的需要测量的精度、结构的设置要求等内容想到选择适当的相机是容易的，因此，对于本领域技术人员来说根据具体的要求想到采用线阵列相机是容易的，不需要付出创造性劳动。根据检测需要对测量线路支柱的侧面限界进行测量是本领域技术人员的常规合理操作，同时，利用激光测距仪进行距离的测量是本领域的常规手段；此外，设置监控设备进行状态监控以及设置光源对相机拍摄进行补光都是常见的设置和手段，在此基础上，根据需要进行上述具体的设置是本领域技术人员容易想到且容易做到的。
针对复审请求人的意见陈述，合议组认为，在利用三角法测量空间参数的同时进行接触网磨耗的测量是本领域的公知常识（参见韩宝明，李学伟主编，高速铁路概论[M]，2008年，第240-244页）。同时利用线激光器在接触网导线摩擦面上留下的光带的形状来获得导线的磨损情况对于本领域技术人员来说也是公知的（参见韩宝明，李学伟主编，高速铁路概论[M]，2008年，第240-244页），由此可以看出利用线激光器一直进行工作来计算磨损是公知常识。而对比文件3中公开了线激光器和相关的相机，因此想到将公知常识与对比文件3结合得到利用两个相机和一直工作的线激光器来得到磨损是容易的，即得到全动态的测量是容易的；对于本领域技术人员来说，根据相机的类型以及相关测量的精度要求选择具备适当精度的相机来进行相关的测量是不需要付出创造性的劳动的，这仅仅是一种常规的技术选择，所得到的技术效果是可以预期的。
基于上述理由，权利要求1要求保护的技术方案相对于对比文件3-4和本领域的公知常识的结合不具备突出的实质性特点和显著的进步，因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
综上所述，本申请权利要求1不符合专利法第22条第3款的规定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年12月04日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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