[發明專利]一種受電弓損耗檢測方法及系統

在審

• 申請號: 201710692921.2
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107478176A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 彭謙之;楊雪榮;成思源;呂文閣;孟歡
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，特別涉及一種受電弓損耗檢測方法。本發明還涉及一種受電弓損耗檢測系統。

背景技術

鐵路機車受電弓是電力驅動軌道列車運行時從電網方法中獲取電能的裝置，在列車的行進過程中，受電弓碳滑板由于與接觸網導線接觸而發生電氣磨耗和滑動磨耗是必然的，當受電弓碳滑板磨損到一定程度時，很容易引發拉網或卡網以及暫時性斷電等狀況，進而可能造成重大的鐵路安全事故。由于受電弓滑板與接觸網導線接觸點處于滑板中間位置，所以主要磨損區域是滑板的中心區域，因而會導致受電弓滑板的磨損形狀類似于一個開口向下的拋物曲線。對于受電弓滑板而言，其最大磨損量是其狀態的重要指標，因此可以通過受電弓滑板的最大磨耗量來判斷其狀態是否良好。檢測方法只需檢測出受電弓滑板的最大磨耗量，將此磨耗量與電力機車受電弓滑板標準進行對比，便可判斷出受電弓滑板的實時狀態。

因此，通過對受電弓碳滑板進行實時檢測，可以及時、正確地發現受電弓運行時的不良狀態，對于保障鐵路機車正常運行以及電網安全等具有非常重要的意義。目前，受電弓檢測檢測手段主要分為人工檢測、接觸式檢測、非接觸式檢測。人工檢測由鐵路檢修人員登上機車頂部，觀察受電弓有無異常或磨損，或使用專業測量工具測量受電弓碳滑板的磨耗等。接觸式檢測利用安裝在受電弓上的加速度傳感器和壓力傳感器對弓網間的接觸壓力進行檢測，作為判斷受電弓與導線之間的位置關系的依據。隨著激光、超聲波等測距技術的發展，國內外提出了各類非接觸式測距檢測方法，并應用于鐵路機車受電弓檢測領域。

然而，傳統的檢測方式效率低、投資高、工作量大、精度和準確度不高，隨著我國高速鐵路的快速發展及鐵路提速、行車密度加大等原因，傳統檢測鐵路機車受電弓的方式正逐漸被淘汰。

因此，如何在順利實現對受電弓損耗的檢測基礎上，提高檢測效率和精度，降低生產成本和人工成本，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種受電弓損耗檢測方法，能夠在順利實現對受電弓損耗的檢測基礎上，提高檢測效率和精度，降低生產成本和人工成本。本發明的另一目的是提供一種受電弓損耗檢測系統。

為解決上述技術問題，本發明提供一種受電弓損耗檢測方法，包括：

對受電弓滑板磨損表面進行結構光投射，并獲取其輪廓結構光條紋圖像；

通過預設提取算法提取所述輪廓結構光條紋圖像的中心線光條紋圖像；

在預設坐標系內計算所述中心線光條紋圖像的最大凹陷深度的像素量；

利用預設的像素與實際距離的比例關系，將所述像素量換算為損耗量。

優選地，對受電弓滑板磨損表面進行結構光投射，并獲取其輪廓結構光條紋圖像，具體包括：

通過激光發射器發射的平面激光與受電弓滑板磨損表面相交，以形成高亮的激光輪廓曲線；

通過圖像采集設備拍攝受電弓滑板的磨損表面，并獲取其輪廓結構光條紋圖像。

優選地，在對受電弓滑板磨損表面進行結構光投射之前，還包括：

通過基于2D平面棋盤標靶技術對所述圖像采集設備的拍攝參數進行標定，以確定拍攝圖像上的像素與實際距離的比例關系。

優選地，在獲取所述輪廓結構光條紋圖像之后，且在提取所述中心線光條紋圖像之前，還包括：

通過內置算法凸顯所述輪廓結構光條紋圖像的特征區域；

通過濾波器對所述輪廓結構光條紋圖像的特征區域進行濾波處理，以去除圖像噪點；

對所述輪廓結構光條紋圖像的特征區域進行非線性變化，以增強與非特征區域的圖像對比度。

優選地，通過預設提取算法提取所述輪廓結構光條紋圖像的中心線光條紋圖像，具體包括：

掃描所述輪廓結構光條紋圖像，并在寬度方向上尋找不同長度位置的灰度值最大的像素點；

在當前長度位置以灰度值最大的像素點為中心，在其寬度方向上的兩側隨機選擇若干個像素點，并計算當前長度位置在寬度方向上的灰度重心。

優選地，在預設坐標系內計算所述中心線光條紋圖像的最大凹陷深度的像素量，具體包括：

將所述中心線光條紋圖像平移到平面二維坐標系中；

確定所述中心線光條紋圖像上凹陷部分的兩端端點，并將兩端端點相連，獲取輔助線；

遍歷所述中心線光條紋圖像上凹陷部分的各個像素點至所述輔助線的垂直長度，并選擇其中的最大值為最大凹陷深度的像素量。

優選地，在預設坐標系內計算所述中心線光條紋圖像的最大凹陷深度的像素量，具體包括：