[發明專利]一種高鐵接觸網等電位線松脫檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201610121292.3
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN107153832B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 陳奇志;王倩;劉軍;吳限
• 申請（專利權）人: 成都交大光芒科技股份有限公司
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/38;G06K9/60
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;張海秀

技術領域

本發明涉及電氣化高鐵接觸網安全檢測領域，具體涉及一種高鐵接觸網等電位線松脫檢測方法及系統。

背景技術

隨著高速鐵路運輸技術的進一步發展及其廣泛應用，高鐵接觸網作為向機車提供電能的重要設施，其是否處于安全工作狀態也越來越受到關注。實際中，高鐵接觸網故障主要由零部件的松、脫、缺、裂等造成，等電位線是接觸網中支持定位裝置的重要組成部分，其狀態良好與否直接決定了電力機車的正常供電。而對于等電位線部件主要缺陷為松和脫，目前，高鐵接觸網檢測模式是在天窗作業時人工上線巡檢，但由于線路所處環境復雜，人為觀察危險性高以及職工素質不均等因素，及有可能會出現漏檢的情況，從而造成安全隱患。因此，如何快速準確檢測高鐵接觸網中等電位線狀態是一個亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種高鐵接觸網等電位線松脫檢測方法及系統，以實現等電位線狀態的實時快速檢測。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種高鐵接觸網等電位線松脫檢測方法，包括以下步驟：

(1)通過圖像采集設備實時采集高鐵接觸網的每個支柱的感興趣區域圖像；所述感興趣區域圖像中包括定位器支座、定位器和等電位線；

(2)將所述感興趣區域圖像進行二值化處理，得到二值化圖像；

(3)根據預設的圓形結構元素將所述二值化圖像進行形態學膨脹處理，得到膨脹處理后的圖像；

(4)將膨脹處理后的圖像進行連通區域標記，根據圖像中連通區域的特征判斷出等電位線是否松脫；所述連通區域的特征包括連通區域的面積和連通區域的數量；判斷出等電位線是否松脫的方式為：

4.1)篩選圖像中的候選連通區域；所述候選連通區域是指連通區域面積大于設定面積閾值的連通區域所圍成的區域；

4.2)根據定位器支座的特征確定出候選連通區域中定位器支座所在的區域；所述定位器支座的特征包括定位器的面積和位置特征；

4.3)判斷定位器支座所在的區域中面積在第一設定面積范圍內的連通區域的數量是否大于1，若是，則判斷等電位線未松脫，若否，則進入下一步；

4.4)將所述候選連通區域的圖像反色，判斷反色后定位器支座所在的區域中面積在第二設定面積范圍內的連通區域是否存在，若是，則判斷等電位線未松脫，若否，則判斷等電位線松脫。

進一步，如上所述的一種高鐵接觸網等電位線松脫檢測方法，步驟(2)中，將所述感興趣區域圖像進行二值化處理之前，還包括：

a.制作定位器支座的模板圖像，將感興趣區域圖像采用模板圖像匹配，確定出感興趣區域圖像中定位器支座所在的區域；

b.根據確定出的定位器支座所在的區域將感興趣區域圖像按照預設圖像大小進行裁剪，以裁剪后的圖像作為新的感興趣區域圖像，對新的感興趣區域圖像進行二值化處理；所述新的感興趣區域圖像中包括定位器支座和等電位線。

進一步，如上所述的一種高鐵接觸網等電位線松脫檢測方法，步驟a中，將感興趣區域圖像采用模板圖像匹配，確定出感興趣區域圖像中定位器支座所在的區域，包括：

計算感興趣區域圖像中每塊區域與模板圖像的匹配度ModelScore，根據感興趣區域圖像中定位器支座的個數N，將匹配度ModelScore最高的N個區域確定為定位器所在的區域；1≤N≤2。

進一步，如上所述的一種高鐵接觸網等電位線松脫檢測方法，步驟b中，根據確定出的定位器支座所在的區域將感興趣區域圖像按照預設圖像大小進行裁剪，包括：

b1.將感興趣區域圖像進行歸一化矩陣變換，使變換后的圖像中定位器支座所在的區域的中心坐標與模板圖像的中心坐標重合；所述矩陣變換包括平移變換、縮放變換和旋轉變換；

b2.以模板圖像的中心坐標為中心，按照預設圖像大小，將矩陣變換后的待匹配圖像進行裁剪。

進一步，如上所述的一種高鐵接觸網等電位線松脫檢測方法，步驟b1中，將感興趣區域圖像進行歸一化矩陣變換的歸一化矩陣HomMat2DGlobal的公式為：

HomMat2DGlobal＝

HomMat2DTranSlate*HomMat2DScale*HomMat2DRotate

其中，HomMat2DTranSlate表示平移變換矩陣，HomMat2DScale表示縮放變換矩陣，HomMat2DRotate表示旋轉變換矩陣；

所述平移變換矩陣計算方式為：