[發(fā)明專(zhuān)利]一種自適應(yīng)學(xué)習(xí)的接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線識(shí)別方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710270810.2
• 申請(qǐng)日: 2017-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108734715B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭博;李想
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都唐源電氣股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/13
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/13;G06T7/41
• 代理公司: 51214 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 徐靜

本發(fā)明涉及接觸網(wǎng)圖像處理領(lǐng)域，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提出一種自適應(yīng)學(xué)習(xí)的接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線識(shí)別方法及裝置，該方法或裝置能廣泛適用不同環(huán)境，不同線路的地鐵線路接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線識(shí)別，從而穩(wěn)定高效地完成幾何參數(shù)測(cè)量。本發(fā)明通過(guò)對(duì)線陣相機(jī)采集的包含接觸網(wǎng)的圖像進(jìn)行接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線定位識(shí)別方法，得到接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線曲線信息，然后基于灰度投影統(tǒng)計(jì)方法對(duì)所述接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線曲線信息進(jìn)行處理，得到導(dǎo)線灰度投影曲線；將所述導(dǎo)線灰度投影曲線信息輸入導(dǎo)線空間分布模型，根據(jù)歐式距離最優(yōu)解，得到最優(yōu)導(dǎo)線模型；根據(jù)所述最優(yōu)導(dǎo)線模型，識(shí)別得到最優(yōu)導(dǎo)線輪廓位置信息；最后，基于雙目視覺(jué)基本原理，計(jì)算得到該接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線幾何參數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及接觸網(wǎng)圖像處理領(lǐng)域，尤其是一種自適應(yīng)學(xué)習(xí)的接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線識(shí)別方法及裝置。

背景技術(shù)

接觸網(wǎng)主要由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施等構(gòu)成，是沿鐵路線上空架設(shè)的一種特殊輸電線路。它的功能是通過(guò)接觸線與受電弓之間的接觸，從而為電力機(jī)車(chē)提供電能。因此，要保證機(jī)車(chē)行車(chē)安全，保證受電弓與接觸線良好接觸以及穩(wěn)定受流，除了對(duì)接觸懸掛的設(shè)計(jì)施工和運(yùn)營(yíng)需要嚴(yán)格要求之外，對(duì)接觸網(wǎng)各個(gè)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)也必不可少。

評(píng)價(jià)接觸網(wǎng)受流性能主要參考兩個(gè)狀態(tài)類(lèi)參數(shù)：幾何參數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。幾何參數(shù)包括：接觸線高度、拉出值、定位管坡度、線岔、接觸線磨耗和支柱位置等。自上世紀(jì)50年代開(kāi)始，國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究人員已經(jīng)對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行研究。德國(guó)接觸網(wǎng)檢測(cè)側(cè)重動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)量，對(duì)于幾何參數(shù)測(cè)量方面存在部分項(xiàng)目不能夠檢測(cè)；意大利接觸網(wǎng)檢測(cè)側(cè)重利用非接觸式檢測(cè)幾何參數(shù)，但無(wú)法進(jìn)行動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)量，同時(shí)計(jì)算復(fù)雜度較高，在實(shí)時(shí)在線檢測(cè)方面可行性較低；我國(guó)接觸網(wǎng)檢測(cè)研究成績(jī)較突出的主要是西南交通大學(xué)研制的相關(guān)產(chǎn)品，優(yōu)點(diǎn)是對(duì)動(dòng)態(tài)拉出值和導(dǎo)線高度等非接觸式檢測(cè)準(zhǔn)確，在實(shí)際運(yùn)用中取得較好效果。

非接觸式幾何參數(shù)檢測(cè)方法主要采用較傳統(tǒng)的圖形圖像處理分析方法，通過(guò)在圖像中對(duì)接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線進(jìn)行識(shí)別定位，來(lái)完成幾何參數(shù)的測(cè)量。主要包含對(duì)導(dǎo)線成像圖像進(jìn)行增強(qiáng)、濾波等預(yù)處理操作，然后利用閾值化、邊緣檢測(cè)算子和相關(guān)Blob分析等處理，識(shí)別得到導(dǎo)線相關(guān)位置信息。這種圖像處理分析方法在應(yīng)用于地鐵等線路進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于各個(gè)線路環(huán)境差異導(dǎo)致的相機(jī)成像區(qū)別較大，因而需要針對(duì)不同線路進(jìn)行較大改動(dòng)，無(wú)法良好的擴(kuò)展應(yīng)用。

傳統(tǒng)的基于圖像處理的幾何參數(shù)測(cè)試方法在地鐵線路接觸網(wǎng)環(huán)境中的缺陷：地鐵線路環(huán)境復(fù)雜，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性較差；無(wú)法同時(shí)適應(yīng)各線路接觸網(wǎng)差異性，導(dǎo)致在不同線路需要較長(zhǎng)期的開(kāi)發(fā)全新檢測(cè)測(cè)量算法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)傳統(tǒng)的幾何參數(shù)測(cè)試方法和基于圖像處理的非接觸式測(cè)試方法所存在的缺陷，而提出一種自適應(yīng)學(xué)習(xí)的接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線識(shí)別方法及裝置，該方法或裝置能廣泛適用不同環(huán)境，不同線路的地鐵線路接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線識(shí)別，從而穩(wěn)定高效地完成幾何參數(shù)測(cè)量。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種自適應(yīng)學(xué)習(xí)的接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線識(shí)別方法包括：

導(dǎo)線灰度投影曲線獲取步驟，通過(guò)兩路線陣相機(jī)對(duì)同一被測(cè)點(diǎn)進(jìn)行包含匯流排及接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線的圖像采集,共計(jì)n張圖像；對(duì)所述n張包含匯流排及接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線的圖像進(jìn)行接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線定位識(shí)別方法處理，得到接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線左側(cè)匯流排或者右側(cè)匯流排的輪廓信息，然后基于灰度投影算法對(duì)所述接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線左側(cè)匯流排或者右側(cè)匯流排的輪廓信息進(jìn)行處理，得到接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線定位的灰度投影曲線；

最優(yōu)導(dǎo)線獲取步驟，將所述接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線定位的灰度投影曲線結(jié)合導(dǎo)線空間分布模型，從導(dǎo)線空間分布模型中，基于歐式距離最優(yōu)解，選擇偏移量方差最小值所對(duì)應(yīng)的m個(gè)接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線為最優(yōu)接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線；m小于等于n/2；

導(dǎo)線輪廓位置獲取步驟，根據(jù)所述最優(yōu)接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線，通過(guò)接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線定位識(shí)別方法得到最優(yōu)接觸網(wǎng)剛性導(dǎo)線輪廓；