[發(fā)明專利]基于視頻分析的高速接觸網(wǎng)定位器坡度檢測方法及設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110034232.5
• 申請日: 2011-01-31
• 公開（公告）號: CN102175219A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王燕國;孫忠國;顧世平;張文軒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鐵道科學(xué)研究院基礎(chǔ)設(shè)施檢測研究所;北京鐵科英邁技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 湯在彥

1.一種基于視頻分析的高速接觸網(wǎng)定位器坡度檢測方法，其特征在于，該方法包括：

視頻采集步驟，利用視頻采集裝置，實時采集接觸網(wǎng)運行環(huán)境視頻；以及

數(shù)據(jù)處理步驟，對視頻圖像進行處理，并對其中的定位器進行檢測和定位，求出成像平面坐標(biāo)系中定位器的角度；

該檢測方法是利用多線程處理框架分別進行圖像的采集及檢測分析。

2.如權(quán)利要求1所述的基于視頻分析的高速接觸網(wǎng)定位器坡度檢測方法，其特征在于，所述視頻采集步驟中，是通過安裝于車頂?shù)母叻直媛矢邘l攝像裝置采集接觸網(wǎng)運行環(huán)境視頻，其中攝像機的成像平面垂直于列車前進方向，從而將以車頂斷面橫軸為基準(zhǔn)的角度測量轉(zhuǎn)化為以成像平面橫軸為基準(zhǔn)的角度測量。

3.如權(quán)利要求2所述的基于視頻分析的高速接觸網(wǎng)定位器坡度檢測方法，其特征在于，視頻采集系統(tǒng)的安裝位置、方向、視野大小、圖像采集頻率滿足系統(tǒng)能針對每個接觸網(wǎng)支柱采集到足夠數(shù)量、適合進行定位器檢測的圖像，并且成像模型滿足使用弱透視投影模型進行定位器坡度測量的近似條件。

4.如權(quán)利要求1所述的基于視頻分析的高速接觸網(wǎng)定位器坡度檢測方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理步驟中，是利用基于Blob分析及成對約束匹配的檢測算法，對圖像中的定位器進行檢測和定位。

5.如權(quán)利要求1所述的基于視頻分析的高速接觸網(wǎng)定位器坡度檢測方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理步驟中，是對單幀圖像分別進行定位器檢測，利用單幀圖像提供的信息，實現(xiàn)對單幀圖像中的定位器、定位管的準(zhǔn)確檢測，提取出其在圖像中的位置、角度信息，定位器檢測步驟包括：

提取出圖像中的候選局部特征集合；

基于對定位支持裝置結(jié)構(gòu)特性的分析，訓(xùn)練出局部特征之間的成對約束；

綜合利用局部特征和它們之間的成對約束從候選局部特征集合中找出最優(yōu)的匹配，從而分別檢測出定位器、定位管具體的位置、角度信息。

6.如權(quán)利要求5所述的基于視頻分析的高速接觸網(wǎng)定位器坡度檢測方法，其特征在于，前述的匹配步驟中，僅利用定位器和定位管兩部分的結(jié)構(gòu)特征進行分析。

7.如權(quán)利要求1所述的基于視頻分析的高速接觸網(wǎng)定位器坡度檢測方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理步驟中，還包括利用基于列車?yán)锍毯蜋z測結(jié)果分析的檢測狀態(tài)轉(zhuǎn)換機制實現(xiàn)定位器坡度測量系統(tǒng)僅在定位點附近進行檢測處理。

8.如權(quán)利要求1所述的基于視頻分析的高速接觸網(wǎng)定位器坡度檢測方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理步驟中，還包括利用支柱檢測系統(tǒng)的檢測結(jié)果來實時觸發(fā)定位器坡度測量系統(tǒng)作檢測分析，大幅避免跨中計算量。

9.如權(quán)利要求1所述的基于視頻分析的高速接觸網(wǎng)定位器坡度檢測方法，其特征在于，定位器、定位管基本處于同一平面內(nèi)，測量系統(tǒng)的成像模型采用弱透視投影模型，通過測量圖像中定位器與成像平面X軸的夾角，即可得到定位器與車體斷面橫軸的夾角。

10.如權(quán)利要求1至9任一項所述的基于視頻分析的高速接觸網(wǎng)定位器坡度檢測方法，其特征在于，所述檢測方法中，還包括建立檢測模型的步驟，即通過定位器、定位管的相對位置、角度、長度的幾何約束建立檢測模型。

11.如權(quán)利要求10所述的基于視頻分析的高速接觸網(wǎng)定位器坡度檢測方法，其特征在于，所述方法還包括通過檢測模型訓(xùn)練及在線測試、修正方案來優(yōu)化檢測模型，以有效地適應(yīng)所檢測線路支持定位裝置類型、結(jié)構(gòu)參數(shù)的多樣性。

12.如權(quán)利要求11所述的基于視頻分析的高速接觸網(wǎng)定位器坡度檢測方法，其特征在于，檢測模型的優(yōu)化包括：對于新的檢測線路，首先針對收集的部分接觸網(wǎng)運行環(huán)境視頻進行檢測模型的離線訓(xùn)練；得到基本有效的檢測模型后，轉(zhuǎn)入在線實驗和調(diào)試優(yōu)化階段，根據(jù)實際的在線實驗結(jié)果，針對漏檢的部分圖像幀進行分析，優(yōu)化檢測模型，不斷提高檢出率。

13.如權(quán)利要求3所述的基于視頻分析的高速接觸網(wǎng)定位器坡度檢測方法，其特征在于，受電弓到攝像機的距離大于10倍物體表面深度變化，以保證弱透視投影模型的效果。