[發明專利]剛性接觸網磨耗檢測方法、設備和存儲介質

在審

• 申請號: 202210273351.4
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114693619A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 馬靈濤;張猛;鄧成呈;蔡曉君;陳德軍;鄭嘉
• 申請（專利權）人: 杭州申昊科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06V10/762;G06V10/75;G06K9/62
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種剛性接觸網磨耗檢測方法，其特征在于，該方法包括：

S10、獲取待檢測的接觸線和匯流排的深度圖像，將獲取的深度圖像作為待檢測深度圖像；

S20、將所述待檢測深度圖像中每一行深度圖像數據轉換為二維點云數據；基于預設的閾值從所述二維點云數據中篩選得到接觸線點云數據和匯流排凹槽點云數據；

S30、基于所述接觸線點云數據，通過k-mean聚類算法得到接觸線表面的左右兩個端點；

S40、將所述匯流排凹槽點云數據與預先建立的接觸線與匯流排模板中相應的模板點云數據進行匹配，確定匹配變換關系；

S50、基于所述匹配變換關系得到所述接觸線與匯流排模板中與所述接觸線表面的左右兩個端點相匹配的接觸線匹配點；

S60、基于所述接觸線匹配點、所述接觸線與匯流排模板中的接觸線與匯流排的交接點得到接觸網磨耗的檢測結果。

2.根據權利要求1所述的剛性接觸網磨耗檢測方法，其特征在于，S10包括：

S11、獲取線結構光相機采集的接觸線和匯流排的初始深度圖像；

S12、對所述初始深度圖像進行中值濾波，得到待檢測深度圖像，其中，中值濾波的方法包括：

設置大小為(2k+1)×1的窗口，窗口分別沿著所述初始深度圖像的X方向和Y方向，進行步長為1的滑窗操作；

將當前窗口中所有像素灰度值的中位數，作為當前窗口中心點的灰度值。

3.根據權利要求1所述的剛性接觸網磨耗檢測方法，其特征在于，S20中還包括通過統計濾波剔除所述二維點云數據中的離群點，統計濾波的方法包括：

遍歷所有點云數據，計算每個點與其最鄰近的預設數量n的鄰近點之間的平均距離；

計算所有平均距離的均值與標準差，并設置距離閾值D_max

D_max＝μ+α×δ；

其中，μ為所有平均距離的均值，δ為所有平均距離的標準差，α為距離閾值參數

遍歷所有點云，剔除與n個鄰近點的平均距離大于D_max的點。

4.根據權利要求1所述的剛性接觸網磨耗檢測方法，其特征在于，基于預設的閾值從所述二維點云數據中篩選得到接觸線點云數據，包括：

確定二維點云數據的Y方向的最大值y_max；

基于預先設定的深度閾值T篩選出接觸線表面的接觸線點云數據如式所示：

其中，C為所有二維點云數據，p為點云數據中的一個點，p_y為點云數據在y方向的坐標值。

5.根據權利要求1所述的剛性接觸網磨耗檢測方法，其特征在于，S30包括：

S31、對所述接觸線點云數據，分別沿X方向進行一階差分和二階差分運算，通過下式計算所述接觸線點云數據在X方向曲率：

其中，f_x’為一階差分運算結果，f_x”為二階差分運算結果；

S32、選取曲率值中最大的預設數量的點云數據，并應用k-mean聚類算法進行聚類，將得到的兩個聚類中心作為接觸線表面的左右兩個端點。

6.根據權利要求1所述的剛性接觸網磨耗檢測方法，其特征在于，S40包括：

S41、將匯流排凹槽點云作為待匹配點云，計算所述接觸線與匯流排模板中各點在所述待匹配點云中的最鄰近點，并組成點對；

S42、計算旋轉矩陣和平移矩陣；

S43、通過旋轉矩陣和平移矩陣，對所述接觸線與匯流排模板中的點云進行變換，得到變換后的模板點云；

S44、通過下式計算誤差函數：

其中，n為最鄰近點對的個數，p_i為第i對最鄰近點中的待匹配點，q_i為第i對最鄰近點中的模板點；

S45、重復S42-S44，直到誤差函數小于設定的誤差閾值，或達到設定迭代次數；

S46、將最后一次迭代得到的旋轉矩陣和平移矩陣作為匹配矩陣。