[發明專利]一種受電弓磨耗區域定位檢測方法

有效

• 申請號: 201910783246.3
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN110763681B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 邢宗義;周祉慧;張永;徐文;楊行;楊雙艷;從光濤;章加兵;楊斌輝
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G06T7/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發明公開了一種受電弓磨耗區域定位檢測方法。該方法包括以下步驟：首先現場采集圖像數據，對現場采集到的數據進行預處理，消除噪點干擾；然后對預處理后的圖像進行灰度化處理，將三彩色通道圖像處理為一通道灰度圖；接著根據圖像像素灰度差異，對圖像進行對比度增強，強化明暗關系，將目標檢測圖像與背景分離；最后用分級灰度量化算法，確定特征位置，定位目標檢測區域。本發明用于受電弓磨耗區域定位檢測，具有圖片數據量要求低、檢測結果準確、適用性強的優點。

技術領域

本發明屬于交通安全工程技術領域，特別是一種受電弓磨耗區域定位檢測方法。

背景技術

近年來，我國軌道交通得到大力發展，其運營里程和建設里程不斷提高，從而使軌道交通車輛運行控制、行車安全、運行狀態實時監測與故障診斷、軌道交通車輛故障檢修的快速高效性等問題變得尤為重要。

列車受電弓是電氣化鐵路電力機車從接觸網上受取電流的裝置，其滑板條與接觸網導線直接接觸，從接觸網導線上受取電流，供機車使用。受電弓狀態的好壞直接影響到列車的安全、可靠運行，其故障可能導致運輸中斷。由于列車受電弓一直處于高速運動狀態中，受其結構影響，容易在運行過程中發生各種故障。如果不及時發現受電弓出現的輕微損傷，將會使損傷不斷擴大，最終導致弓網故障；另一方面，接觸網若出現輕微損傷，也可能造成受電弓的損傷。通過對受電弓的實時監測，可以及時、準確地發現接觸網出現問題的區域，將有利于對接觸網進行及時的維護、檢修。因此，如果能夠對受電弓進行實時準確的監測，將會很大程度地減少受電弓和接觸網故障發生的概率。

利用數字圖像采集和處理技術對弓網進行檢測，是不斷發展的趨勢。圖像檢測技術可利用單一設備同時對多種弓網零部件進行檢測，具有非接觸、設備智能程度高、設計尺寸靈活、成本低和效率高等特點。在現有受電弓檢測手段中，需要經過粗定位，定位受電弓的大致區域；再經過細定位，定位受電弓的具體區域。經過兩套參數的配合后，兩次定位才能定位到受電弓的準確位置，效率不高的同時，參數的調節也需要更多的現場經驗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種精度高、速度快的受電弓磨耗區域定位檢測方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種受電弓磨耗區域定位檢測方法，包括以下步驟：

步驟1，現場采集圖像數據，對圖像進行高斯濾波處理；

步驟2，對濾波后的圖像進行灰度化處理；

步驟3，根據圖像像素灰度差異，對圖像進行對比度增強；

步驟4，用分級灰度量化算法，確定特征位置；

步驟5，定位目標檢測區域，確定受電弓磨耗區域。

進一步地，步驟2所述的對濾波后的圖像進行灰度化處理，具體如下：

步驟2.1、圖像f(x,y)由像素點構成，公式如下：

式中，圖像f(x,y)為圖片總像素集合，i,j表示各像素點的邏輯排列位置的行坐標和列坐標，且i∈(0,x-1),j∈(0,y-1)；

步驟2.2、將彩色圖像中每個像素點的三通道亮度最大值作為灰度值進行處理，公式如下：

f′(i,j)＝max(R(i,j),G(i,j),B(i,j))

式中，f′(i,j)為各點單通道灰度像素，i,j表示像素點的邏輯排列位置的行坐標和列坐標，R(i,j),G(i,j),B(i,j)分別代表坐標位置為(i,j)的紅色通道值、綠色通道值、藍色通道值；

步驟2.3、獲得圖片的單通道像素灰度值，公式如下：

f′(x,y)＝[f′(i,j)],i∈(0,x-1),j∈(0,y-1)