[發(fā)明專利]車載接觸網電分相線路標志檢測裝置和方法

在審

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• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113029126A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 馮朝;王海杰;蘆志廣
• 申請（專利權）人: 成都國鐵電氣設備有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/20;G01C21/08;G01N21/88;G01N21/956
• 代理公司: 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙) 51250
• 代理人: 何悅

1.車載接觸網電分相線路標志檢測裝置，其特征在于，電力機車包括有車頂設備、車內設備和車底設備，車頂設備包括有GPS天線，車內設備包括有智能識別服務器、工控機和信號采集板，車底設備包括有相機、補光燈、磁傳感器和速度傳感器，

所述GPS天線用于獲取電力機車的經緯度信息，

所述速度傳感器用于獲取電力機車的速度信息，

所述磁傳感器用于檢測線路上接觸網分相區(qū)間地磁信號，

所述相機用于獲取線路上標志牌的圖像信息并發(fā)送至工控機，

所述智能識別服務器與工控機連接，所述磁傳感器、所述速度傳感器將采集的信號發(fā)送至所述信號采集板，所述信號采集板分別與工控機、相機和補光燈連接，GPS天線的輸出端與信號采集板連接，

所述智能識別服務器內預存有分析識別算法，所述信號采集板內預存有拍攝成像算法和線路基礎數(shù)據(jù)庫。

2.根據(jù)權利要求1所述的車載接觸網電分相線路標志檢測裝置，其特征在于，所述分析識別算法包括有LBP特征提取算法和AdaBoost分類算法。

3.根據(jù)權利要求1所述的車載接觸網電分相線路標志檢測裝置，其特征在于，所述信號采集板通過確定電力機車的行駛位置，結合預存的線路基礎數(shù)據(jù)庫，當判斷電力機車進入到接觸網分相區(qū)間時，所述信號采集板驅動相機和補光燈工作。

4.車載接觸網電分相線路標志檢測方法，其特征在于，包含下列步驟：

步驟1：電力機車沿著鐵路檢測線路行進，鐵路上設置有多個接觸網分相區(qū)間，電力機車捕捉接觸網分相區(qū)間中標志牌的各個圖像，其中，電力機車上設置有GPS天線、磁傳感器和速度傳感器，鐵路沿線的接觸網分相區(qū)間設置有分相絕緣器，執(zhí)行步驟2；

步驟2：電力機車上的拍攝設備工作，獲取接觸網電分相區(qū)的線路標志圖像，執(zhí)行步驟3；

步驟3：所述電力機車上預存有分析識別模型，通過獲取的線路標志圖像與預存的標準圖像進行處理和比對，當線路標志存在缺陷時產生報警信息，其中報警信息包括有缺陷的具體圖像和類型、缺陷位置的信息、日期和時間，缺陷包括有字符不清晰、標志牌缺失。

5.根據(jù)權利要求4所述的車載接觸網電分相線路標志檢測方法，其特征在于，電力機車包括有車頂設備、車內設備和車底設備，車頂設備包括有GPS天線，車內設備包括有智能識別服務器、工控機和信號采集板，車底設備包括有拍攝設備、磁傳感器和速度傳感器，

所述GPS天線用于獲取電力機車的經緯度信息，

所述速度傳感器用于獲取電力機車的速度信息，

所述磁傳感器用于檢測線路上接觸網分相區(qū)間地磁信號，分相絕緣器發(fā)出地磁信號，磁傳感器的輸出端與信號采集板連接，信號采集板的輸出端分別與工控機和相機連接。

6.根據(jù)權利要求5所述的車載接觸網電分相線路標志檢測方法，其特征在于，拍攝設備觸發(fā)方式包括有同步觸發(fā)、等間距觸發(fā)和等時間觸發(fā)，通過設定信號采集板來控制相機的觸發(fā)方式，其中同步觸發(fā)包括下列步驟：

步驟61：當磁傳感器通過地磁信號識別到了分相絕緣器后，向信號采集板發(fā)送對應的信息，所述信號采集板驅動相機工作，執(zhí)行步驟62；

步驟62：電動機車上的電路板輸出同步觸發(fā)信號，多個相機和對應的補光燈工作，相機將獲取的圖像發(fā)送至工控機，執(zhí)行步驟63；

步驟63：通過分析識別模型中LBP特征提取和AdaBoost分類器對圖像進行處理，對含有缺陷的圖像進行上報。

7.根據(jù)權利要求5所述的車載接觸網電分相線路標志檢測方法，其特征在于，所述步驟3中，分析識別模型中通過收集大量的接觸網分相線路標志牌圖像作為正樣本和不含分相線路標志牌的圖片作為負樣本，分別提取正負樣本的LBP特征，并利用AdaBoost算法進行分類訓練學習，從而得到接觸網分相線路標志的分類器模型M，利用安裝在車輛的拍攝設備采集接觸網分相區(qū)域沿線的圖像I，提取該圖像I的LBP特征，調用分類器模型M進行分類，判斷該圖像中是否存在接觸網電分相線路標志牌，并給出標志牌在圖像中的位置R(x,y,w,h)，其中x,y分別代表標志牌在圖像中的起始坐標，w,h代表標志牌區(qū)域在圖像中的寬度和高度。

8.根據(jù)權利要求7所述的車載接觸網電分相線路標志檢測方法，其特征在于，所述分析識別模型中還包括有字符清晰度判斷單元，通過采用Brenner梯度函數(shù)評價圖像中分相線路標志牌區(qū)域R內的字符清晰度。