一种受电弓检测方法、装置及系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种受电弓检测方法、装置及系统，其中，所述方法包括：采集电力机车运行时受电弓的图像；对所述图像进行预处理将预处理后的图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点；根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置；根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态。可以在电力机车通过时，不需停留，无需接触，自动检测受电弓状态。并且能够有效提高检测的准确性。
【专利说明】
一种受电弓检测方法、装置及系统
技术领域
[0001]本发明涉及机车部件检测技术领域，尤其涉及一种受电弓检测方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002]受电弓是电力机车和动车组的重要核心部件，直接关系到电力机车运行的安全、平稳。受材质、受电弓结构、电力机车速度、空气阻力和外部运行环境等各种因素的影响，受电弓容易产生非正常运行状态，危害安全运行。为应对电力机车运行效率及运行质量的高要求，需要经常性的对受电弓进行检测，保证及时维护，防止故障状态的延续和发展。
[0003]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需要安装在车体上，如果在每台机车上都安装车载设备，必然需要大量的投资，此外多个车载设备还存在着数据传输的问题，不适合大规模推广。而入库人工检测方式由于需要人工执行检测，存在着效率低，检测项目有限，不能反映动态运行时的状态等缺点；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。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明实施例提供一种受电弓检测方法、装置及系统，以实现对受电弓快速准确的进行检测的目的。
[0005]第一方面，本发明实施例提供了一种受电弓检测方法，包括:
[0006]采集电力机车运行时受电弓的图像；
[0007]对所述图像进行预处理将预处理后的图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点；
[0008]根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置；
[0009]根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态。
[0010]第二方面，本发明实施例还提供了一种受电弓检测装置，包括:
[0011 ]采集模块，用于采集电力机车运行时受电弓的图像；
[0012]提取模块，用于对所述图像进行预处理将预处理后的图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点；
[0013]位置确定模块，用于根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置；
[0014]检测模块，用于根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态。
[0015]第三方面，本发明实施还提供了一种受电弓检测系统，所述系统包括:
[0016]轨边检测站，用于对受电弓的状态进行检测，所述轨边监测站上述实施例提供的受电弓检测装置；
[0017]用于拍摄电力机车运行时受电弓的图像的轨道检测区。
[0018]本发明实施例提供的受电弓检测方法、装置及系统，通过对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。可以在电力机车通过时，不需停留，无需接触，自动检测受电弓状态。并且能够有效提尚检测的准确性。
【附图说明】
[0019]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0020]图1是本发明实施例一提供的受电弓检测方法的流程示意图；
[0021]图2是本发明实施例二提供的受电弓检测方法的流程示意图；
[0022]图3是本发明实施例二提供的受电弓检测方法中检测受电弓横向偏移图像的示意图的电路图；
[0023]图4是本发明实施例三提供的受电弓检测方法的流程示意图；
[0024]图5是本发明实施例三提供的受电弓检测方法中受电弓上下倾斜图像的示意图；
[0025]图6是本发明实施例四提供的受电弓检测方法的流程示意图；
[0026]图7是本发明实施例四提供的受电弓检测方法中受电弓前后倾斜图像的示意图；
[0027]图8是本发明实施例五提供的受电弓检测方法的流程示意图；
[0028]图9是本发明实施例五提供的受电弓检测方法中羊角变形图像的示意图；
[0029]图10是本发明实施例六提供的受电弓检测方法的流程示意图；
[0030]图11是本发明实施例七提供的受电弓检测方法的流程示意图；
[0031]图12是本发明实施例八提供的受电弓检测装置的结构示意图；
[0032]图13是本发明实施例九提供的受电弓检测系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
[0034]实施例一
[0035]图1为本发明实施例一提供的受电弓检测方法的流程示意图，本实施例可适用于检测电力机车运行中受电弓的情况，该方法可以由受电弓检测装置来执行，该装置可由软件/硬件方式实现，并可集成于相应的受电弓检测系统中。
[0036]参见图1，所述受电弓检测方法，包括:
[0037]S110，采集电力机车运行时受电弓的图像。
[0038]利用图像传感器对运行中的电力机车的受电弓的图像进行采集。示例性的，所述图像传感器可以选用高速图像传感器进行采集。此外，也可通过不同位置的多台图像传感器获取多个受电弓图像。
[0039]S120，对所述图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点。
[0040]对采集的图像进行处理，并进行边缘检测。示例性的，可以采用如下方式，对采集到的图像进行边缘检测。对采集的图像进行滤波，具体的可以采用高斯滤波，平滑采集到图像的像素，去除噪音点。对滤波后的图像。利用算法对图像的灰度值进行增强，示例性的，可以采用Gamma校正算法采用非线性函数对图像的像素点进行变换，可以对图像中的边缘区域进行展宽，对其它区域进行压缩，进而实现达到图像增强的效果。对增强后的图像采用亚像素边缘检测方法进行检测并提取所述受电弓的外边缘的像素点。示例性的，可以通过插值法亚像素边缘检测实现，具体的，利用插值函数近似恢复边缘过渡区的一维连续光强函数，再根据亚像元边缘检测的理论得到受电弓边缘特征点。亚像素边缘检测方法与传统的识别算子方法相比，大大降低了运算量，能够有效提高提取图像边缘的速度。
[0041 ] S130，根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置。
[0042]安装位置和角度决定的像素/位置比可以确定图像中的像素和实际位置的对应关系，利用检测的边缘特征点的像素位置和图像的分辨率可以确定受电弓外边缘在图像中的位置，此外，也可以通过边缘特征点的像素位置和图像的分辨率确定边缘的方位，实现对受电弓外边缘的精确定位。
[0043]S140，根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态。
[0044]由于受电弓采用框架结构和弹性支撑，受电弓运行状态的变化首先表现为受电弓空间形位关系的变化，通过受电弓的外边缘在图像中的位置相应的位置参数的平均值，检定不同受电弓、不同行车状态下的参数变化。
[0045]本实施例提供的受电弓检测方法，通过对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。可以在电力机车通过时，不需停留，无需接触，自动检测受电弓状态。并且能够有效提高检测的准确性。
[0046]实施例二
[0047]图2是本发明实施例二提供的受电弓检测方法的流程示意图；图3是本发明实施例二提供的受电弓检测方法中检测受电弓横向偏移图像的示意图。本实施例以上述实施例为基础，在本实施例中，将根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，具体优化为:标定受电弓碳滑板基准中心位置;根据所述受电弓的外边缘确定所述受电弓碳滑板的中心位置，并根据所述中心位置和基准中心位置确定所述受电弓的横向偏移量。
[0048]相应的，本实施例所提供的受电弓检测方法，具体包括:
[0049]S210，采集电力机车运行时受电弓的图像。
[0050]S220，对所述图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点。
[0051 ] S230，根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置。
[0052 ] S240，标定受电弓碳滑板基准中心位置。
[0053]在本实施例和以下实施例中，设定为将面向电力机车前进方向时，左侧为“左”，右侦伪“右”，先进入探测区域的碳滑板为“前”碳滑板，后进入探测区域的为“后”碳滑板。
[0054]在机车车辆运动处于基准位置时，受电弓碳滑板中心和接触网重合。根据统计的所有机车车辆的受电弓碳滑板的中心位置的平均值为基准。示例性的，根据多个所有机车的图像，确定每张图像上受电弓的外边缘在图像中的位置，并根据所述位置确定每张受电弓碳滑板在图像上的几何中心坐标，计算所有图像的几何中心坐标的平均值。并将所述平均值作为受电弓碳滑板基准中心位置。
[0055]S250，根据所述受电弓的外边缘确定所述受电弓碳滑板的中心位置，并根据所述中心位置和基准中心位置确定所述受电弓的横向偏移量。
[0056]根据提取的所述受电弓的外边缘的位置，确定所述受电弓碳滑板的外边缘的坐标，并根据外边缘的坐标计算得到所述受电弓碳滑板的中心位置坐标，并将该中心位置坐标横坐标与基准中心位置坐标的横坐标相减，得到该受电弓的横向偏移量，如图3所示，定义受电弓碳滑板中心和基准中心在水平方向上的横向偏移量为中心偏移值。左偏移为“+”，右偏移为“一”。
[0057]本实施例通过将根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，具体优化为:标定受电弓碳滑板基准中心位置;根据所述受电弓的外边缘确定所述受电弓碳滑板的中心位置，并根据所述中心位置和基准中心位置确定所述受电弓的横向偏移量。能够有效的通过电力机车的图像判断该电力机车的受电弓是否发生横向偏移，并可确定横向偏移的偏移量。
[0058]实施例三
[0059]图4是本发明实施例三提供的受电弓检测方法的流程示意图；图5是本发明实施例三提供的受电弓检测方法中受电弓上下倾斜图像的示意图。本实施例以上述实施例为基础，在本实施例中，将根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，具体优化为:标定所述受电弓两个端点的基准位置;根据所述受电弓的外边缘确定所述受电弓两个端点的图像位置，根据所述基准位置和图像位置确定所述受电弓的上下倾斜量。
[0060]相应的，本实施例所提供的受电弓检测方法，具体包括:
[0061 ] S310，采集电力机车运行时受电弓的图像。
[0062]S320，对所述图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点。
[0063]S330，根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置。
[0064]S340，标定所述受电弓两个端点的基准位置。
[0065]车辆运动处于基准位置时，受电弓碳滑板应和车顶平面平行。定义受电弓碳滑板两个端点的基准位置。具体的，可以通过图像传感器安装结构标定得到，图像传感器安装时处于统一设定的高度，在电力机车通过时，图像传感器拍摄的正常的受电弓碳滑板的图像中，受电弓碳滑板的两端应处于相同的位置，上述位置即为受电弓两个端点的基准位置，将所述基准位置进行标定。
[0066]S350，根据所述受电弓的外边缘确定所述受电弓两个端点的图像位置，根据所述基准位置和所述图像位置确定所述受电弓的上下倾斜量。
[0067]根据提取的所述受电弓的外边缘的位置，确定所述受电弓碳滑板的外边缘的坐标，并根据外边缘的坐标计算得到所述受电弓碳滑板两个端点坐标，将所述两个端点坐标与标定的端点的基准位置坐标进行比较。如图5所示，按照左高右低上下倾斜为“+”，左低右高上下倾斜为“一”的规则确定所述受电弓的上下倾斜量。
[0068]本实施例通过将根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，具体优化为:标定所述受电弓两个端点的基准位置;根据所述受电弓的外边缘确定所述受电弓两个端点的图像位置，根据所述基准位置和图像位置确定所述受电弓的上下倾斜量。能够有效的通过电力机车的图像判断该电力机车的受电弓是否发生上下倾斜，并可确定上下倾斜的倾斜量。
[0069]实施例四
[0070]图6是本发明实施例四提供的受电弓检测方法的流程示意图；图7是本发明实施例四提供的受电弓检测方法中受电弓前后倾斜图像的示意图。本实施例以上述实施例为基础，在本实施例中，将根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，具体优化为:标定所述受电弓的基准高度，根据前后两张图像检测所述受电弓的外边缘，确定所述受电弓前碳滑板和后碳滑板的高度;根据所述受电弓前碳滑板后碳滑板的中心高度与所述基准高度的差值计算所述受电弓的前后倾斜量。
[0071 ]相应的，本实施例所提供的受电弓检测方法，具体包括:
[0072]S410，采集电力机车运行时受电弓的图像。
[0073]S420，对所述图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点。
[0074]S430，根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置。
[0075]S440，标定所述受电弓的基准高度。
[0076]车辆运动处于基准位置时，受电弓前后碳滑板应等高平行。定义受电弓前后碳滑板两个中心高度的基准位置。具体的，可以通过图像传感器安装结构标定得到，图像传感器安装时处于统一设定的高度。在电力机车通过时，通过在沿铁轨方向一条直线上的设置的两个图像传感器拍摄电力机车进入拍照区域预设位置时的照片和驶出拍照区域预设位置的两张图片，根据图像传感器安装时的高度和预设位置的对应关系，对应标定述受电弓的基准高度。
[0077]S450，根据前后两张图像检测所述受电弓的外边缘，确定所述受电弓前碳滑板和后碳滑板的高度。
[0078]在电力机车通过时，2个图像传感器可以分别获取所述预设位置受电弓远景I和远景2两幅图像，分别提取远景I和远景2两幅图像的受电弓外边缘位置，根据提取的所述受电弓的外边缘的位置，通过远景I确定所述受电弓碳滑板的前端上部外边缘的高度，通过远景2确定所述受电弓碳滑板的后端上部外边缘的高度。即确定所述受电弓前碳滑板和后碳滑板的高度。
[0079]S460，根据所述受电弓前碳滑板后碳滑板的中心高度与所述基准高度的差值计算所述受电弓的前后倾斜量。
[0080]如图7所示，比较前后2幅图像中受电弓滑板与基准高度的差值，即可计算出受电弓的前后倾斜量。前高后低前后倾斜为“+”，前低后高前后倾斜为。
[0081 ]本实施例通过将根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，具体优化为:标定所述受电弓的基准高度，根据前后两张图像检测所述受电弓的外边缘，确定所述受电弓前碳滑板和后碳滑板的高度;根据所述受电弓前碳滑板后碳滑板的中心高度与所述基准高度的差值计算所述受电弓的前后倾斜量。能够有效的通过电力机车的图像判断该电力机车的受电弓是否发生前后倾斜。
[0082]实施例五
[0083]图8是本发明实施例五提供的受电弓检测方法的流程示意图；图9是本发明实施例五提供的受电弓检测方法中羊角变形图像的示意图。本实施例以上述实施例为基础，在本实施例中，将所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，具体优化为:根据前后两张图像检测所述受电弓的外边缘，确定所述受电弓羊角外边缘与碳滑板与所述羊角连接的外边缘之间的横向位移量;根据所述横向位移量与预设的横向位移量计算所述受电弓的羊角变形量。
[0084]相应的，本实施例所提供的受电弓检测方法，具体包括:
[0085]S510，采集电力机车运行时受电弓的图像。
[0086]S520，对所述图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点。
[0087]S530，根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置。
[0088]S540，确定所述受电弓羊角外边缘与所述碳滑板上羊角连接区域的外边缘之间的横向位移量。
[0089]如图9所示，根据受电弓羊角外边缘的横向坐标和碳滑板上羊角连接区域边缘点的横向坐标，可以计算得到受电弓羊角外边缘与所述碳滑板上羊角连接区域的外边缘之间的横向位移量。具体的，将受电弓羊角外边缘的横坐标减去碳滑板上羊角连接区域的外边缘的横坐标，即可确定所述受电弓羊角外边缘与所述碳滑板上羊角连接区域的外边缘之间的横向位移量。
[0090]S550，根据所述横向位移量与预设的横向位移量计算所述受电弓的羊角变形量。
[0091]正常的受电弓在变形之前，羊角与碳滑板之间的角度唯一固定值，相应的，羊角与碳滑板上羊角连接区域的外边缘的横向位移量也为定值。可以将所述定值作为预设的横向位移量。将所述横向位移量与预设的横向位移量相减，即可得到受电弓的羊角变形量。
[0092]本实施例通过将所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，具体优化为:根据前后两张图像检测所述受电弓的外边缘，确定所述受电弓羊角外边缘与碳滑板与所述羊角连接的外边缘之间的横向位移量;根据所述横向位移量与预设的横向位移量计算所述受电弓的羊角变形量。能够有效的通过电力机车的图像判断该电力机车的受电弓的羊角是否发生变形。
[0093]实施例六
[0094]图10是本发明实施例六提供的受电弓检测方法的流程示意图。本实施例以上述实施例为基础，在本实施例中，将所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，具体优化为:根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置获取碳滑板上边缘曲线;将所述上边缘曲线进行空间变换，以使得所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线最多部分拟合;在所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线的差异大于预设的差异阈值时，所述受电弓为异常损耗状态。
[0095]相应的，本实施例所提供的受电弓检测方法，具体包括:
[0096]S610，采集电力机车运行时受电弓的图像。
[0097]S620，对所述图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点。
[0098]S630，根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置。
[0099]S640，根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置获取碳滑板上边缘曲线。
[0100]利用受电弓的外边缘的像素点的位置坐标，将所述位置坐标连接为一条曲线，并取该曲线的上半部分作为碳滑板上边缘曲线。
[0101]S650，将所述上边缘曲线进行空间变换，以使得所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线最多部分拟合。
[0102]由于受电弓空间姿态随机变化会导致上边缘曲线和预设的初始上边缘曲线的差异，而非异常磨耗。因此需要对上边缘曲线进行空间变换，采用最大相似度算法使上边缘曲线和预设的初始上边缘曲线最多部分重合。预设的初始上边缘曲线可以由如下方式获取:在电动机车第一次通过检测系统时，获得电动机车受电弓形态图像作为基准图像;对基准图像进行边缘检测，得到基准图像碳滑板上边缘曲线，并以此作为基准磨耗曲线保存。
[0103]S660，在所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线的差异大于预设的差异阈值时，所述受电弓为异常损耗状态。
[0104]将所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线进行比较，在所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线的差异大于预设的差异阈值时，判断所述受电弓为异常损耗状态。所述阈值可以由经验值设定。
[0105]本实施例通过将所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，具体优化为:根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置获取碳滑板上边缘曲线;将所述上边缘曲线进行空间变换，以使得所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线最多部分拟合;在所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线的差异大于预设的差异阈值时，所述受电弓为异常损耗状态。能够有效的通判断电力机车的受电弓的碳滑板为异常磨损状
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[0106]实施例七
[0107]图11是本发明实施例七提供的受电弓检测方法的流程示意图。本实施例以上述实施例为基础，在本实施例中，将所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，具体优化为:确定接触网的初始高度，并确定重量与接触网变化高度的对应关系;根据受电弓的外边缘在图像中的位置确定接触网的高度，并根据所述对应关系计算得到受电弓的接触压力。
[0108]相应的，本实施例所提供的受电弓检测方法，具体包括:
[0109]S710，采集电力机车运行时受电弓的图像。
[0110]S720，对所述图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点。
[0111]S730，根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置。
[0112]S740，确定接触网的初始高度，并确定接触压力与接触网变化高度的对应关系。
[0113]在现有技术中，受电弓与接触网之间的压力检测，由于存在高压，为考虑行车和检测设备的安全，在线检测存在一定的技术难度。对于柔性接触网，在接触网、承力索稳定安装的条件下，在一定范围内接触网高度和接触压力呈线性单调关系，接触网的高度变化，反映的就是弓网压力的变化。首先通过图像传感器拍摄接触网无弓接触时的静态图片，分析得到接触网的初始高度，在接触网上悬挂不同重力刻度的重物，即可完成重力对接触网高度变化影响的标定。即确定了接触压力与接触网变化高度的对应关系。
[0114]S750，根据受电弓的外边缘在图像中的位置确定接触网的高度，并根据所述对应关系计算得到受电弓的接触压力。
[0115]根据受电弓的外边缘在图像中的位置，可以确定外边缘的位置，由于受电弓与接触网连接，受电弓的外边缘与接触网重合。由受电弓外边缘的位置即可确定接触忘得高度，并可根据确定了接触压力与接触网变化高度的对应关系，查找到与当前接触网变化高度对应的接触压力。
[0116]本实施例通过将所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，具体优化为:确定接触网的初始高度，并确定重量与接触网变化高度的对应关系;根据受电弓的外边缘在图像中的位置确定接触网的高度，并根据所述对应关系计算得到受电弓的接触压力，实现了通过图像在线监测受电弓接触压力的目的。
[0117]实施例八
[0118]图12是本发明实施例八提供的受电弓检测装置的结构示意图，如图2所示，所述装置包括:
[0119]采集模块810，用于采集电力机车运行时受电弓的图像；
[0120]提取模块820，用于对所述图像进行预处理将预处理后的图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点；
[0121 ]位置确定模块830，用于根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置；
[0122]检测模块840，用于根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态。
[0123]本实施例提供的受电弓检测装置，通过对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。可以在电力机车通过时，不需停留，无需接触，自动检测受电弓状态。并且能够有效提高检测的准确性。
[0124]在上述各实施例的基础上，所述检测模块用于:
[0125]根据所述受电弓的外边缘和基准中心在图像中的位置确定受电弓碳滑板中心和基准中心在水平方向上的横向偏移量；
[0126]根据所述横向偏移量确定所述受电弓的横向偏移状态量。
[0127]在上述各实施例的基础上，所述检测模块用于:
[0128]标定所述受电弓两个端点的基准位置；
[0129]根据所述受电弓的外边缘确定所述受电弓两个端点的图像位置，根据所述基准位置和图像位置确定所述受电弓的上下倾斜状态量。
[0130]在上述各实施例的基础上，所述检测模块用于:
[0131]标定所述受电弓的基准尚度
[0132]根据前后两种张图像检测所述受电弓的外边缘，确定所述受电弓前碳滑板和后碳滑板的中心高度差的前后倾斜值；
[0133]在上述各实施例的基础上，所述检测模块用于:
[0134]根据前后两张图像检测所述受电弓的外边缘，确定所述受电弓羊角外边缘与碳滑板与所述羊角连接的外边缘之间的横向位移量；
[0135]根据所述横向位移量与预设的横向位移量计算所述受电弓的羊角变形量。
[0136]在上述各实施例的基础上，所述检测模块用于:
[0137]根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置获取碳滑板上边缘曲线；
[0138]将所述上边缘曲线进行空间变换，以使得所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线最多部分拟合；
[0139]在所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线的差异大于预设的差异阈值时，所述受电弓为异常损耗状态。
[0140]在上述各实施例的基础上，所述检测模块用于:
[0141 ]确定接触网的初始高度，并确定重量与接触网变化高度的对应关系；
[0142]根据受电弓的外边缘在图像中的位置确定接触网的高度，并根据所述对应关系计算得到受电弓的接触压力。
[0143]在上述各实施例的基础上，所述提取模块用于:
[0144]将所述图像进行灰度处理和滤波处理；
[0145]将滤波后处理的图像通过亚像素边缘检测算法进行边缘检测。
[0146]本发明实施例所提供的受电弓检测装置可用于执行本发明任意实施例提供的调受电弓检测方法，具备相应的功能模块，实现相同的有益效果。
[0147]实施例九
[0148]进一步的，在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种受电弓检测系统。图13是本发明实施例九提供的受电弓检测系统的结构示意图。参考图13，所述受电弓检测系统，包括:轨边监测站，用于对受电弓的状态进行检测，所述轨边监测站上述实施例中的受电弓检测装置;用于拍摄电力机车运行时受电弓的图像的轨道检测区。轨边探测站与轨道检测区通过网络连接，可以传送指令和图像及视频信号等数据。轨道检测区设置于出入库线路和/或正线运行线路。
[0149]由图13可以看出，轨道检测区设有高速图像传感器组和与所述高速图像传感器组对应设置的高速闪光灯组。所述高速图像传感器组中至少两个高速图像传感器分别设置在轨道的左右两侧，所述的高速闪光灯组中至少两个高速闪光灯与所述高速图像传感器对应设置。可以实现受电弓前后滑板的图像采集。由于高速图像传感器拍摄位置角度固定不变，轨道检测区采集到的图像为受电弓轮廓在拍摄图片的二维坐标集合。此外，还可在轨道检测区设有高速网络监控摄像机，用于对车顶状况全程进行录像。方便用户调取和查看。在电力机车通过轨道探测区时，即可实现拍摄电力机车运行时受电弓的图像和视频的目的。
[0150]相应的，轨边探测站包括:视频采集工控机，用于对拍摄的视频进行采集，图像采集分析工控机，用于采集拍摄的图像，并对图像进行分析;和受电弓在线检测装置。
[0151]可选的，轨边监测站还可包括数据服务器，用于存储相应的分析数据、采集到的图像和视频，以及操作记录等，便于工作人员随时查看。
[0152]由于通过轨道检测区有多列电力机车，为了有效区分每列电力机车对应的图像和视频，在本系统中，轨道检测区还包括:车号识别模块，所述车号识别模块包括:安装于轨行区的射频天线，用于接收当前通过的电力机车的标签发送的含有电力机车标识信息的信号;相应的，在轨边检测站相应设置:车号识别装置，用于根据射频天线接收到的信号，确定当前通过电力机车的车号。能准确识别本线轨道交通电力机车的头车车号，及判读电力机车中间车的顺序号。使各子系统能够按照车号信息对监测数据进行跟踪、统计、分析。在工作时，不对轨道交通车辆上安装的各类设备和地面上安装的各类设备造成干扰，如轨道交通线路中信号系统，车载无线系统，Pis系统等。安装于轨行区的射频天线的主要功能是按最佳的增益和频带发送读出装置的微波信号，接收电子标签返回的微波信号。读出装置发出的微波信号经由射频电缆传送给安装在路轨中间的射频天线。射频天线将此微波信号按一定的方向范围发送到电子标签所在的空间。如果有标签反馈信号，接收标签发送的含有电力机车标识信息的微波信号，并传送给车号识别装置。
[0153]可选的，所述受电弓检测系统还可包括:远程控制台，远程控制台包括:远程监控服务器和用户终端，用户终端通过局域网与远程监控服务器相连，获取监控信息，远程监控服务器通过光纤与轨边探测站相连接。远程控制台可设置在调度值班室，方便远离现场的工作人员随时查看。
[0154]显然，本领域技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各操作可以通过如上所述的终端设备实施。可选地，本发明实施例可以用计算机装置可执行的程序来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由处理器来执行，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等;或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或操作制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
[0155]注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种受电弓检测方法，其特征在于，包括: 采集电力机车运行时受电弓的图像； 对所述图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点； 根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置； 根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，包括: 标定受电弓碳滑板基准中心位置； 根据所述受电弓的外边缘确定所述受电弓碳滑板的中心位置，并根据所述中心位置和基准中心位置确定所述受电弓的横向偏移量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，包括: 标定所述受电弓两个端点的基准位置； 根据所述受电弓的外边缘确定所述受电弓两个端点的图像位置，根据所述基准位置和所述图像位置确定所述受电弓的上下倾斜量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，包括: 标定所述受电弓的基准尚度； 根据前后两张图像检测所述受电弓的外边缘，确定所述受电弓前碳滑板和后碳滑板的前后高度； 根据所述受电弓前碳滑板和后碳滑板的高度和所述基准高度的差值计算所述受电弓的前后倾斜量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，包括: 确定所述受电弓羊角外边缘与所述碳滑板上羊角连接区域的外边缘之间的横向位移量； 根据所述横向位移量与预设的横向位移量计算所述受电弓的羊角变形量。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，包括: 根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置获取碳滑板上边缘曲线； 将所述上边缘曲线进行空间变换，以使得所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线最多部分拟合； 在所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线的差异大于预设的差异阈值时，所述受电弓为异常损耗状态。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，包括: 确定接触网的初始高度，并确定接触压力与接触网变化高度的对应关系； 根据受电弓的外边缘在图像中的位置确定接触网的高度，并根据所述对应关系计算得到受电弓的接触压力。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述图像进行边缘检测，包括: 将所述图像进行灰度处理和滤波处理； 将滤波后处理的图像通过亚像素边缘检测算法进行边缘检测。9.一种受电弓检测装置，其特征在于，包括: 采集模块，用于采集电力机车运行时受电弓的图像； 提取模块，用于对所述图像进行预处理将预处理后的图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点； 位置确定模块，用于根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置； 检测模块，用于根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状??τ O10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述检测模块用于: 根据所述受电弓的外边缘和基准中心在图像中的位置确定受电弓碳滑板中心和基准中心在水平方向上的横向偏移量； 根据所述横向偏移量确定所述受电弓的横向偏移状态量。11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述检测模块用于: 标定所述受电弓两个端点的基准位置； 根据所述受电弓的外边缘确定所述受电弓两个端点的图像位置，根据所述基准位置和图像位置确定所述受电弓的上下倾斜状态量。12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述检测模块用于: 标定所述受电弓的基准尚度 根据前后两种张图像检测所述受电弓的外边缘，确定所述受电弓前碳滑板和后碳滑板的中心高度差的前后倾斜值； 根据所述受电弓前碳滑板和后碳滑板的中心高度差和所述基准高度的差值确定计算所述受电弓的前后倾斜状态量。13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述检测模块用于: 根据前后两张图像检测所述受电弓的外边缘，确定所述受电弓羊角外边缘与碳滑板与所述羊角连接的外边缘之间的横向位移量； 根据所述横向位移量与预设的横向位移量计算所述受电弓的羊角变形量。14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述检测模块用于: 根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置获取碳滑板上边缘曲线； 将所述上边缘曲线进行空间变换，以使得所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线最多部分拟合； 在所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线的差异大于预设的差异阈值时，所述受电弓为异常损耗状态。15.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述检测模块用于: 确定接触网的初始高度，并确定重量与接触网变化高度的对应关系； 根据受电弓的外边缘在图像中的位置确定接触网的高度，并根据所述对应关系计算得到受电弓的接触压力。16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述提取模块用于: 将所述图像进行灰度处理和滤波处理； 将滤波后处理的图像通过亚像素边缘检测算法进行边缘检测。17.一种受电弓检测系统，其特征在于，所述系统包括: 轨边检测站，用于对受电弓的状态进行检测，所述轨边监测站包括权利要求9-16任一所述受电弓检测装置； 用于拍摄电力机车运行时受电弓的图像的轨道检测区。18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述轨道检测区包括: 高速图像传感器组和与所述高速图像传感器组对应设置的高速闪光灯组， 所述高速图像传感器组中至少两个高速图像传感器分别设置在轨道的左右两侧，所述的高速闪光灯组中至少两个高速闪光灯与所述高速图像传感器对应设置。19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述轨道检测区还包括: 车号识别模块，所述车号识别模块包括:安装于轨行区的射频天线，用于接收当前通过的电力机车的标签发送的含有电力机车标识信息的信号； 相应的，所述轨边检测站包括:车号识别装置，用于根据射频天线接收到的信号，确定当前通过电力机车的车号。20.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述轨道检测区设置于出入库线路和/或正线运行线路。
【文档编号】G06T7/00GK105957069SQ201610262768
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】黎莎, 喻贵忠
【申请人】北京铁道工程机电技术研究所有限公司