[發(fā)明專利]基于紫外、紅外和光學圖像相融合的燃弧檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810127227.0
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108333488B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 方黎勇;王思維
• 申請（專利權）人: 南京視道信息技術有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發(fā)明公開了一種基于紫外、紅外和光學圖像相融合的燃弧檢測方法，包括以下步驟：S1、采集弓網(wǎng)的紫外波段信號；S2、對S1采集的燃弧進行能量等級評估；S3、計算燃弧持續(xù)的時間；S4、利用紅外熱像儀和光學相機對弓網(wǎng)進行抓拍；S5、計算紅外熱像儀有效區(qū)域內(nèi)弓網(wǎng)平均溫度，判斷是否有燃?。籗6、對紅外熱像儀檢測到的燃弧進行能量等級評估；S7、對光學圖像進行區(qū)域定位及閾值分割；S8、對光學相機采集到的燃弧能量等級進行評估；S9、計算最終的燃弧能量等級。本發(fā)明通過紫外、紅外、光學圖像對燃弧進行檢測及能量分級，得出否有燃弧及燃弧能量兩個信息，從而能夠準確、可靠、安全地對鐵路弓網(wǎng)以及高壓線路的燃弧進行檢測。

技術領域

本發(fā)明屬于燃弧檢測技術領域，特別涉及一種基于紫外、紅外和光學圖像相融合的燃弧檢測方法。

背景技術

現(xiàn)有的燃弧檢測方法主要有四種方法：

第一種是檢測車檢驗方法，此方法不能做到實時性檢測，且必須在停運后才能進行檢測，費時費力；

第二種是接觸式弓網(wǎng)檢測方法，此檢測方法圍繞弓網(wǎng)接觸壓力展開檢測，安裝工藝復雜，并且這種檢測方法在列車高速運行時可能會引起新的弓網(wǎng)故障；

第三種是圖像處理方法，若單獨采用此方法對弓網(wǎng)燃弧進行檢測，要求攝像機采集頻率高，且需要后續(xù)的圖像處理，但由于受復雜環(huán)境的影響，造成效果并不號，且價格昂貴；

第四種是紫外相機檢驗，此方法采用的紫外相機價格昂貴，且頻率只能達到30Hz左右，達不到1～5ms的檢測精度要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種通過紫外、紅外、光學圖像對燃弧進行三次檢測及能量分級，最后得出此段弓網(wǎng)是否有燃弧及燃弧能量兩個信息，能夠準確地、低成本地、安全地對城市地鐵線弓網(wǎng)燃弧進行檢測的基于紫外、紅外和光學圖像相融合的燃弧檢測方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：一種基于紫外、紅外和光學圖像相融合的燃弧檢測方法，包括以下步驟：

S1、紫外探測儀以200～2000Hz(根據(jù)檢測的精度要求來定義該頻率，頻率越高、精度越高)的頻率采集紫外波段信號，判斷每次采集到的紫外波段信號是否出現(xiàn)在240～260nm或323～329nm之間(取決于材料而定)，若是則代表出現(xiàn)燃弧；并將采集到的紫外波段信號通過光電傳感器轉(zhuǎn)換為電信號V_d，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換，將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，若出現(xiàn)燃弧則記為01，否則記為00；

S2、對紫外探測儀檢測到的燃弧進行能量等級評估，結果記為N_z；

S3、計算燃弧持續(xù)的時間t_i：

其中，c為01持續(xù)的次數(shù)，當燃弧出現(xiàn)的時候，01就出現(xiàn)，紫外探測儀繼續(xù)以200～2000Hz的頻率進行信號采集，從01出現(xiàn)到00出現(xiàn)的這段時間內(nèi)出現(xiàn)的01的次數(shù)即為c；f指紫外探測儀傳輸數(shù)據(jù)的頻率；

S4、出現(xiàn)01信號時，觸發(fā)紅外熱像儀和光學相機對弓網(wǎng)進行抓拍，設在t_i時間段內(nèi)分別獲得Z₁幀紅外熱像儀圖像和Z₂幀光學圖像；

S5、利用紅外熱像儀提取各幀紅外熱像儀圖像中超過100℃的區(qū)域，記為有效區(qū)域，計算每幀圖像有效區(qū)域的平均溫度T_iu；然后利用公式(2)計算t_i時間段內(nèi)弓網(wǎng)平均溫度T_i：

若Ti100℃則確定此處有燃弧，執(zhí)行步驟S6，否則返回步驟S1；

S6、對紅外熱像儀檢測到的燃弧進行能量等級評估，結果記為N_h；