接觸網受電弓的形變檢測方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及接觸網領域,特別是涉及接觸網受電弓的形變檢測方法及系統。
【背景技術】
[0002]接觸網是在電氣化鐵道中,沿鋼軌上空“之”字形架設的,供受電弓取流的高壓輸電線。接觸網是鐵路電氣化工程的主構架,是沿鐵路線上空架設的向軌道交通工具供電的特殊形式的輸電線路。一般由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎幾部分組成。
[0003]受電弓作為軌道交通工具從接觸網取得電能的電氣設備,一般安裝在機車或動車車頂上,是接觸網中的重要組成部件。而在機車或動車的運行過程中,若接觸網供電線上的硬點以及其他缺陷導致受電弓高速經過時產生撞擊效果,輕則使受電弓劇烈晃動,重則使受電弓變形,甚至脫落。受電弓發生此類碰撞會帶來嚴重的后果,因此當受電弓出現碰撞缺陷時,需要系統盡快檢測出該事件。
[0004]—般的,可采用在受電弓上安裝傳感器(如壓力傳感器)的技術方案,實現受電弓碰撞缺陷的采集。然而,由于電力機車和動車的運行速度快,安全性要求較高,目前不允許在受電弓上額外安裝傳感器,所以目前常用的在受電弓上安裝傳感器的方法不適用于機載設備上,以進行實時動態檢測。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服現有技術的不足,提供接觸網受電弓的形變檢測方法及系統,基于圖像識別技術來判定受電弓是否發生有因碰撞而產生的形變,識別準確率高。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
(I)接觸網受電弓的形變檢測方法,所述方法包括以下步驟:
Si,獲取受電弓邊緣圖;
S2,調用受電弓模板圖,所述受電弓模板圖中包括受電弓滑板模擬線條,該受電弓滑板模擬線條作為正常滑板的參考模板;
S3,對受電弓邊緣圖和受電弓模板圖的圖像尺寸進行調整,使受電弓邊緣圖和受電弓模板圖保持在同一尺度下;
S4,將受電弓邊緣圖和受電弓模板圖進行匹配比對,在受電弓邊緣圖中逐列查找位于受電弓滑板模擬線條上下兩方最近的白像素,將所有查找出的白像素作為滑板的實際線條,并計算該滑板實際線條中所有白像素的像素高度值;
S5,將滑板實際線條中所有白像素的像素高度值與滑板模擬線條中所有點的像素高度值相比,計算得到受電弓滑板的形變量,當形變量大于形變閾值時,則判定受電弓出現形變缺陷。
[0007]進一步的,在步驟S5計算形變量之前,還包括移動調整處理步驟:將滑板實際線條在一定范圍內進行移動調整與滑板模擬線條進行重新匹配,計算得到多個形變量,并基于一定規則根據該多個形變量得到形變量的最優值,當該最優值大于形變閾值時,則判定受電弓出現形變缺陷。
[0008]進一步的,所述受電弓邊緣圖為透視扭正的邊緣圖,在獲取受電弓邊緣圖時,基于標定圖像將受電弓圖像進行矯正處理,使受電弓圖像中的受電弓呈左右對稱形式。
[0009]進一步的,若受電弓邊緣圖中包含多個弓頭,則受電弓模板圖中的受電弓滑板模擬線條為受電弓邊緣圖中最上端弓頭的滑板模擬線條,在步驟S3中,與受電弓模板圖保持在同一尺度下的受電弓邊緣圖為僅包含最上端弓頭的受電弓邊緣圖。
[0010]進一步的,對于連續多幀受電弓邊緣圖執行步驟S1~S6,若連續多幀判定受電弓出現形變缺陷,則判定受電弓弓頭發生永久性形變。
[0011](2)接觸網受電弓的形變檢測系統,應用了上述方法,所述系統包括受電弓邊緣圖獲取模塊、受電弓模板圖數據庫、尺寸調整模塊、滑板線條查找模塊、形變量計算模塊和形變缺陷判斷模塊,受電弓邊緣圖獲取模塊、尺寸調整模塊、滑板線條查找模塊、形變量計算模塊和形變缺陷判斷模塊依次連接,受電弓模板圖數據庫與尺寸調整模塊、滑板線條查找模塊和形變量計算模塊連接。
[0012]受電弓邊緣圖獲取模塊獲取受電弓邊緣圖,將受電弓邊緣圖發送給尺寸調整模塊,尺寸調整模塊調用受電弓模板圖數據庫中的受電弓模板圖,對受電弓邊緣圖和受電弓模板圖的圖像尺寸進行調整,使受電弓邊緣圖和受電弓模板圖保持在同一尺度下。
[0013]滑板線條查找模塊將同一尺度下的受電弓邊緣圖和受電弓模板圖進行匹配比對,在受電弓邊緣圖中逐列查找位于受電弓滑板模擬線條上下兩方最近的白像素,將所有查找出的白像素作為滑板實際線條,并計算該滑板實際線條中所有白像素的像素高度值。
[0014]形變量計算模塊根據滑板實際線條中所有白像素的像素高度值與滑板模擬線條中所有點的像素高度值計算受電弓滑板的形變量。
[0015]形變缺陷判斷模塊判斷形變量計算模塊所計算得到的形變量是否大于預設的形變閾值,若是,則判定受電弓出現形變缺陷。
[0016]進一步的,所述系統還包括移動調整模塊,移動調整模塊將滑板實際線條在一定范圍內進行移動調整與滑板模擬線條進行重新匹配,以使形變量計算模塊計算得出多個形變量,并基于一定規則根據該多個形變量得到形變量的最優值,當該最優值大于形變閾值時,則判定受電弓出現形變缺陷。
[0017]本發明的有益效果是:
I)本發明將實時采集的受電弓邊緣圖和受電弓模板圖進行匹配比對,在受電弓邊緣圖中逐列查找位于受電弓滑板模擬線條上下兩方最近的白像素,將所有查找出的白像素作為滑板的實際線條,并計算該滑板實際線條中所有白像素的像素高度值,通過滑板實際線條中所有白像素的像素高度值與滑板模擬線條中所有點的像素高度值比較,計算得到受電弓滑板的形變量,當該形變量大于形變閾值時,則判定受電弓出現形變缺陷,輸出形變缺陷報警信號,系統在收到該報警信號后,可觸發相應的警報和后續動作,且該形變量數值越大,則受電弓形變異常越大,若連續多幀判定受電弓出現形變缺陷,則判定受電弓弓頭發生永久性形變。
[0018]2)本發明基于圖像識別技術來判定受電弓是否發生有因碰撞而產生的形變,識別準確率高,不僅輸出形變判定結果,還輸出形變的量化數值,還可用于判定形變缺陷的等級,以及其他數據處理。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明接觸網受電弓的形變檢測方法的流程示意圖;
圖2為本發明接觸網受電弓的形變檢測系統的系統框圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案,但本發明的保護范圍不局限于以下所述。
[0021](I)接觸網受電弓的形變檢測方法如圖1所示,該實施例描述了一種接觸網受電弓的形變檢測方法,所述方法包括以下步驟。
[0022]SI,獲取受電弓邊緣圖。
[0023]S2,調用受電弓模板圖,所述受電弓模板圖中包括受電弓滑板模擬線條,該受電弓滑板模擬線條作為正常滑板的參考模板。
[0024]其中,受電弓滑板模擬線條的生成過程為:首先該受電弓模板圖為受電弓邊緣圖的模板圖,該模板圖中僅有透視端正的受電弓圖像,沒有其他干擾,在受電弓模板圖中,從左至右每列均從上向下逐像素查找白像素,找到白像素就結束本列掃描,即得到一組滑板模擬線條的像素坐標數據,即確定出滑板模擬線條。
[0025]S3,對受電弓邊緣圖和受電弓模板圖的圖像尺寸進行調整,使受電弓邊緣圖和受電弓模板圖保持在同一尺度下。
[0026]S4,將受電弓邊緣圖和受電弓模板圖進行匹配比對,在受電弓邊緣圖中逐列查找位于受電弓滑板模擬線條上下兩方最近的白像素,將所有查找出的白像素作為滑板的實際線條,并計算該滑板實際線條中所有白像素的像素高度值,將該組數據組成一組像素坐標數據。
[0027]S5,將滑板實際線條中所有白像素的像素高度值與滑板模擬線條中所有點的像素高度值相比,計算得到受電弓滑板的形變量,當形變量大于形變閾值時,則判定受電弓出現形變缺陷。形變量數值越大,則受電弓形變異常越大。
[0028]進一步的,對于連續多幀受電弓邊緣圖執行步驟S1~S6,若連續多幀判定受電弓出現形變缺陷,則判定受電弓弓頭發生永久性形變。
[0029]進一步的,在步驟S5計算形變量之前,還包括移動調整處理步驟:將滑板實際線條在一定范圍內進行移動調整與滑板模擬線條進行重新匹配,計算得到多個形變量,并基于一定規則根據該多個形變量得到形變量的最優值,當該最優值大于形變閾值時,則判定受電弓出現形變缺陷。
[0030]該移動