接觸網(wǎng)受電弓的形變檢測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及接觸網(wǎng)領(lǐng)域，特別是涉及接觸網(wǎng)受電弓的形變檢測(cè)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]接觸網(wǎng)是在電氣化鐵道中，沿鋼軌上空“之”字形架設(shè)的，供受電弓取流的高壓輸電線。接觸網(wǎng)是鐵路電氣化工程的主構(gòu)架，是沿鐵路線上空架設(shè)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(chǔ)幾部分組成。
[0003]受電弓作為軌道交通工具從接觸網(wǎng)取得電能的電氣設(shè)備，一般安裝在機(jī)車或動(dòng)車車頂上，是接觸網(wǎng)中的重要組成部件。而在機(jī)車或動(dòng)車的運(yùn)行過(guò)程中，若接觸網(wǎng)供電線上的硬點(diǎn)以及其他缺陷導(dǎo)致受電弓高速經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生撞擊效果，輕則使受電弓劇烈晃動(dòng)，重則使受電弓變形，甚至脫落。受電弓發(fā)生此類碰撞會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的后果，因此當(dāng)受電弓出現(xiàn)碰撞缺陷時(shí)，需要系統(tǒng)盡快檢測(cè)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(shù)方案，實(shí)現(xiàn)受電弓碰撞缺陷的采集。然而，由于電力機(jī)車和動(dòng)車的運(yùn)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(jī)載設(shè)備上，以進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供接觸網(wǎng)受電弓的形變檢測(cè)方法及系統(tǒng)，基于圖像識(shí)別技術(shù)來(lái)判定受電弓是否發(fā)生有因碰撞而產(chǎn)生的形變，識(shí)別準(zhǔn)確率高。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
(I)接觸網(wǎng)受電弓的形變檢測(cè)方法，所述方法包括以下步驟:
Si，獲取受電弓邊緣圖；
S2，調(diào)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?；宓膮⒖寄０?；
S3，對(duì)受電弓邊緣圖和受電弓模板圖的圖像尺寸進(jìn)行調(diào)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(jìn)行匹配比對(duì)，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(shí)際線條，并計(jì)算該滑板實(shí)際線條中所有白像素的像素高度值；
S5，將滑板實(shí)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(diǎn)的像素高度值相比，計(jì)算得到受電弓滑板的形變量，當(dāng)形變量大于形變閾值時(shí)，則判定受電弓出現(xiàn)形變?nèi)毕荨?br>[0007]進(jìn)一步的，在步驟S5計(jì)算形變量之前，還包括移動(dòng)調(diào)整處理步驟:將滑板實(shí)際線條在一定范圍內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)調(diào)整與滑板模擬線條進(jìn)行重新匹配，計(jì)算得到多個(gè)形變量，并基于一定規(guī)則根據(jù)該多個(gè)形變量得到形變量的最優(yōu)值，當(dāng)該最優(yōu)值大于形變閾值時(shí)，則判定受電弓出現(xiàn)形變?nèi)毕荨?br>[0008]進(jìn)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(shí)，基于標(biāo)定圖像將受電弓圖像進(jìn)行矯正處理，使受電弓圖像中的受電弓呈左右對(duì)稱形式。
[0009]進(jìn)一步的，若受電弓邊緣圖中包含多個(gè)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(jìn)一步的，對(duì)于連續(xù)多幀受電弓邊緣圖執(zhí)行步驟S1~S6，若連續(xù)多幀判定受電弓出現(xiàn)形變?nèi)毕?，則判定受電弓弓頭發(fā)生永久性形變。
[0011](2)接觸網(wǎng)受電弓的形變檢測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用了上述方法，所述系統(tǒng)包括受電弓邊緣圖獲取模塊、受電弓模板圖數(shù)據(jù)庫(kù)、尺寸調(diào)整模塊、滑板線條查找模塊、形變量計(jì)算模塊和形變?nèi)毕菖袛嗄K，受電弓邊緣圖獲取模塊、尺寸調(diào)整模塊、滑板線條查找模塊、形變量計(jì)算模塊和形變?nèi)毕菖袛嗄K依次連接，受電弓模板圖數(shù)據(jù)庫(kù)與尺寸調(diào)整模塊、滑板線條查找模塊和形變量計(jì)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(fā)送給尺寸調(diào)整模塊，尺寸調(diào)整模塊調(diào)用受電弓模板圖數(shù)據(jù)庫(kù)中的受電弓模板圖，對(duì)受電弓邊緣圖和受電弓模板圖的圖像尺寸進(jìn)行調(diào)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(jìn)行匹配比對(duì)，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(shí)際線條，并計(jì)算該滑板實(shí)際線條中所有白像素的像素高度值。
[0014]形變量計(jì)算模塊根據(jù)滑板實(shí)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(diǎn)的像素高度值計(jì)算受電弓滑板的形變量。
[0015]形變?nèi)毕菖袛嗄K判斷形變量計(jì)算模塊所計(jì)算得到的形變量是否大于預(yù)設(shè)的形變閾值，若是，則判定受電弓出現(xiàn)形變?nèi)毕荨?br>[0016]進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還包括移動(dòng)調(diào)整模塊，移動(dòng)調(diào)整模塊將滑板實(shí)際線條在一定范圍內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)調(diào)整與滑板模擬線條進(jìn)行重新匹配，以使形變量計(jì)算模塊計(jì)算得出多個(gè)形變量，并基于一定規(guī)則根據(jù)該多個(gè)形變量得到形變量的最優(yōu)值，當(dāng)該最優(yōu)值大于形變閾值時(shí)，則判定受電弓出現(xiàn)形變?nèi)毕荨?br>[0017]本發(fā)明的有益效果是:
I)本發(fā)明將實(shí)時(shí)采集的受電弓邊緣圖和受電弓模板圖進(jìn)行匹配比對(duì)，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(shí)際線條，并計(jì)算該滑板實(shí)際線條中所有白像素的像素高度值，通過(guò)滑板實(shí)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(diǎn)的像素高度值比較，計(jì)算得到受電弓滑板的形變量，當(dāng)該形變量大于形變閾值時(shí)，則判定受電弓出現(xiàn)形變?nèi)毕荩敵鲂巫內(nèi)毕輬?bào)警信號(hào)，系統(tǒng)在收到該報(bào)警信號(hào)后，可觸發(fā)相應(yīng)的警報(bào)和后續(xù)動(dòng)作，且該形變量數(shù)值越大，則受電弓形變異常越大，若連續(xù)多幀判定受電弓出現(xiàn)形變?nèi)毕?，則判定受電弓弓頭發(fā)生永久性形變。
[0018]2)本發(fā)明基于圖像識(shí)別技術(shù)來(lái)判定受電弓是否發(fā)生有因碰撞而產(chǎn)生的形變，識(shí)別準(zhǔn)確率高，不僅輸出形變判定結(jié)果，還輸出形變的量化數(shù)值，還可用于判定形變?nèi)毕莸牡燃?jí)，以及其他數(shù)據(jù)處理。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明接觸網(wǎng)受電弓的形變檢測(cè)方法的流程示意圖；
圖2為本發(fā)明接觸網(wǎng)受電弓的形變檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0021](I)接觸網(wǎng)受電弓的形變檢測(cè)方法如圖1所示，該實(shí)施例描述了一種接觸網(wǎng)受電弓的形變檢測(cè)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(diào)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(guò)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(méi)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(jié)束本列掃描，即得到一組滑板模擬線條的像素坐標(biāo)數(shù)據(jù)，即確定出滑板模擬線條。
[0025]S3，對(duì)受電弓邊緣圖和受電弓模板圖的圖像尺寸進(jìn)行調(diào)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(jìn)行匹配比對(duì)，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(shí)際線條，并計(jì)算該滑板實(shí)際線條中所有白像素的像素高度值，將該組數(shù)據(jù)組成一組像素坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0027]S5，將滑板實(shí)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(diǎn)的像素高度值相比，計(jì)算得到受電弓滑板的形變量，當(dāng)形變量大于形變閾值時(shí)，則判定受電弓出現(xiàn)形變?nèi)毕?。形變量?shù)值越大，則受電弓形變異常越大。
[0028]進(jìn)一步的，對(duì)于連續(xù)多幀受電弓邊緣圖執(zhí)行步驟S1~S6，若連續(xù)多幀判定受電弓出現(xiàn)形變?nèi)毕?，則判定受電弓弓頭發(fā)生永久性形變。
[0029]進(jìn)一步的，在步驟S5計(jì)算形變量之前，還包括移動(dòng)調(diào)整處理步驟:將滑板實(shí)際線條在一定范圍內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)調(diào)整與滑板模擬線條進(jìn)行重新匹配，計(jì)算得到多個(gè)形變量，并基于一定規(guī)則根據(jù)該多個(gè)形變量得到形變量的最優(yōu)值，當(dāng)該最優(yōu)值大于形變閾值時(shí)，則判定受電弓出現(xiàn)形變?nèi)毕荨?br>[0030]該移動(dòng)