[發明專利]一種高速鐵路接觸網懸掛裝置等電位線故障檢測方法

有效

• 申請號: 201610067029.0
• 申請日: 2016-01-30
• 公開（公告）號: CN105741291B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 高仕斌;劉志剛;劉文強;胡冉冉
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/62;B60M1/28
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

1.一種高速鐵路接觸網懸掛裝置等電位線故障檢測方法，在軌道檢測車頂安裝高速攝像機，對沿途的接觸網懸掛裝置進行拍攝，獲取接觸網的全局和局部圖像；從拍攝到的圖像中截取訓練分類器所需的正負樣本，其中包含等電位線的圖片為正樣本，不含等電位線的為負樣本；利用HOG算法對正負樣本圖像進行特征提取，并將提取的特征輸入Adaboost級聯分類器和SVM支持向量機中進行訓練，利用訓練好的分類器從整幅接觸網懸掛裝置圖像中識別定位待檢測的目標圖像；對識別出來的目標圖像進行圖像預處理，利用水平集RSF模型進行提取圖像目標邊緣；計算故障等電位線圖像的孔洞，求取孔洞的個數和面積，作為判別等電位線是否發生散股故障的準則，根據建立的故障判斷準則對接觸網懸掛裝置圖像中識別出來的等電位線進行故障判斷；其具體工作步驟包含：

A、利用軌道檢測車頂安裝高速攝像機，對沿途的接觸網懸掛裝置進行拍攝，獲取接觸網的全局和局部圖像；

B、對采集的圖像實現接觸網等電位線識別和定位：

B1、從拍攝到的圖像中截取訓練分類器所需的正負樣本，其中1000幅包含等電位線的圖片為正樣本，1000幅不含等電位線的為負樣本；通過對正樣本進行歸一化處理，得到64×64像素大小的正樣本；

B2、利用HOG算法對正負樣本圖像進行特征提取；

B3、將提取的特征輸入Adaboost級聯分類器和SVM支持向量機中進行訓練，得到分類器；

B4、利用訓練好的分類器從整幅接觸網懸掛裝置圖像中識別定位待檢測的目標圖像；

C、建立接觸網等電位線故障判斷準則，實現對接觸網等電位線故障判斷：

C1、對識別出來的目標圖像進行圖像預處理：

C1a、將原圖中亮色部分灰度值設置為零；通過計算整幅圖的灰度值，選定閥值為70，即灰度值大于70的部分將會把灰度值設置為0，圖像亮色的金屬框架部分被處理成黑色；

C1b、將原圖中的亮色部分灰度值設置為零后，整個圖像都比較暗，而且等電位線和背景部分灰度值相差不大，所以將等電位線部分灰度值設置為255，這樣等電位線部分就會在整個圖像中突出出來；閥值選擇為5和30，即把灰度值大于5且小于30的部分被設置為255；

C1c、初步提取到的等電位線并不清晰，周圍有很多小塊沒有處理掉，這樣肯定會對等電位線的故障檢測產生影響；接下來對初步提取的等電位線圖像進行形態學腐蝕處理，考慮到有些散股的孔洞比較小，如果腐蝕函數參數選擇較大，會直接把一些孔洞處理掉影響故障的檢測，最后選取的腐蝕參數為2；

C2、利用水平集RSF模型進行提取圖像目標邊緣；

水平集迭代次數選取1500，每張圖片處理時間為70～80s；

C3、計算故障等電位線圖像孔洞，求取孔洞的個數和面積，作為判別等電位線是否發生散股故障的準則，根據建立的故障判斷準則對等電位線進行故障判斷：

C3a、對水平集RSF模型提取的圖像邊緣提取孔洞；

C3b、計算所提取的孔洞的個數和面積，其中面積用孔洞內的像素個數表示；

C3c、采用孔洞的數量和面積作為判斷等電位線是否散股的準則，若等電位線圖像中孔洞的數量在7～16，面積在12～32之間，則判斷此等電位線發生散股故障；

C3d、利用等電位線散股故障判斷準則，對從接觸網懸掛裝置圖像中提取出來的等電位線進行故障判斷。