[發(fā)明專利]受電弓監(jiān)測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410503206.6
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104316782B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁寧;劉錚;許皓;宋野
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州華興致遠電子科技有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;B60L5/08;B60L5/18
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及故障監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及受電弓監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

受電弓是電力牽引列車從接觸網(wǎng)上取得電能的電氣設(shè)備。受電弓安裝在列車車頂，其上框架主體結(jié)構(gòu)主要包括滑板、橫桿、弓角和支架，所述滑板與接觸網(wǎng)導線直接接觸，通過接觸網(wǎng)導線從接觸網(wǎng)受取電流供列車使用。

在列車運行過程中，受電弓的各種運動，例如滑板和支架的平面運動以及滑板的俯仰運動，會導致受電弓的姿態(tài)參數(shù)發(fā)生變化。受電弓的姿態(tài)參數(shù)指受電弓的機構(gòu)幾何參數(shù)，主要包括支架和中軸線之間的角度，以及橫桿末端彎曲的角度。如果受電弓的姿態(tài)參數(shù)發(fā)生變化，即受電弓不能保持在正確的工作姿態(tài)，會導致受電弓運動軌跡在行車方向上發(fā)生偏差，影響列車的安全運行。

另一方面，受電弓在運行中，通過相對靜止的接觸網(wǎng)時，接觸網(wǎng)如果受到外力干擾，將在受電弓和接觸網(wǎng)兩個系統(tǒng)間產(chǎn)生動態(tài)的相互作用而引發(fā)特定形態(tài)的振動。當振動劇烈時，可以造成受電弓滑板與接觸導線脫離接觸，形成離線，產(chǎn)生電火花，這樣不僅會加速電器的絕緣損傷，還會對通信鏈路產(chǎn)生電磁干擾，更嚴重的是直接影響受電弓的受流，甚至會造成供電瞬時中斷，使列車喪失牽引力和制動力。

由此可知，在受電弓運行時，如果不能了知受電弓姿態(tài)的變化和電火花的產(chǎn)生，將給列車安全運行帶來極大的隱患，因此受電弓的姿態(tài)監(jiān)測和電火花監(jiān)測是保障列車安全運行的重要環(huán)節(jié)。發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，對于受電弓的姿態(tài)，目前仍然主要采取運行前后人工檢查的方法；而對于離線的監(jiān)測，主要采用電檢測的方法，即檢測受電弓和接觸導線間的電阻、受電弓的電流或者接觸網(wǎng)的電流的變化，但這種方法需要額外的檢測電路，而且容易受到電磁干擾而影響檢測精度，通常只能檢測“大離線”，即離線嚴重的情況，不能檢測到出現(xiàn)中等或小火花時引起的異常。

發(fā)明內(nèi)容

為克服相關(guān)技術(shù)中缺乏受電弓姿態(tài)監(jiān)測和電火花監(jiān)測精度低的問題，本申請?zhí)峁┮环N受電弓監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

根據(jù)本申請實施例的第一方面，提供一種受電弓監(jiān)測方法，包括：

采集受電弓視頻圖像；

獲取采集到的受電弓視頻圖像的當前幀的灰度信息；

判斷是否存在火花：

如果比對受電弓視頻圖像當前幀與參考幀中對應(yīng)區(qū)域的灰度后，所述當前幀與參考幀灰度相異的區(qū)域的面積總和大于預設(shè)的區(qū)域閾值，且所述當前幀中灰度相異的區(qū)域的灰度大于參考幀中對應(yīng)區(qū)域的灰度且與參考幀中對應(yīng)區(qū)域的灰度的差值大于預設(shè)的灰度閾值，則確定存在大火花；

如果所述當前幀存在灰度極值區(qū)域，且所述灰度極值區(qū)域的總面積大于預設(shè)的極值區(qū)域閾值，則確定存在中等火花；

如果所述當前幀中滑板與接觸網(wǎng)導線的交點的亮度大于預設(shè)的亮度閾值，則確定存在小火花。

可選的，所述受電弓監(jiān)測方法，還包括：

當確定存在大火花，或者確定存在中等火花，或者確定存在小火花且出現(xiàn)小火花的交點數(shù)大于預設(shè)的安全個數(shù)時，進行報警。

可選的，所述的受電弓監(jiān)測方法，還包括：

根據(jù)當前幀采集時間，和/或根據(jù)當前幀采集時間對應(yīng)的攝像頭GPS定位信息，和/或根據(jù)當前幀采集時間對應(yīng)的列車桿號識別信息，對出現(xiàn)電火花的區(qū)域進行定位。

可選的，所述的受電弓監(jiān)測方法，還包括判斷受電弓姿態(tài)是否異常：

在采集到的受電弓視頻圖像的當前幀中搜索受電弓支架的位置和支架的交點，根據(jù)所述支架的位置和支架的交點得到支架的姿態(tài)參數(shù)；

在所述當前幀中搜索受電弓的弓角，根據(jù)搜索到的弓角確定弓角的姿態(tài)參數(shù)；

將支架的姿態(tài)參數(shù)或者弓角的姿態(tài)參數(shù)分別與對應(yīng)的預設(shè)范圍比較，如果支架的姿態(tài)參數(shù)或者弓角的姿態(tài)參數(shù)超出對應(yīng)的預設(shè)范圍，則確定受電弓姿態(tài)出現(xiàn)異常。

其中，在所述當前幀中搜索受電弓支架的位置和支架的交點，以及在所述當前幀中搜索受電弓的弓角，包括：

二值化處理所述當前幀；

搜索當前幀二值化處理后的白色連通域；

在搜索到的白色連通域中搜索受電弓支架的位置和支架的交點，以及搜索受電弓的弓角。

可選的，所述的受電弓監(jiān)測方法，還包括：當不存在大火花時，判斷受電弓姿態(tài)是否出現(xiàn)異常。

根據(jù)本申請實施例的第二方面，提供一種受電弓姿態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

采集單元，用于采集受電弓視頻圖像；

圖像處理單元，用于獲取采集到的受電弓視頻圖像的當前幀的灰度信息；