[发明专利]一种受电弓滑板不平行检测方法

说明书

本发明涉及受电弓异常检测技术领域，公开了一种受电弓滑板不平行检测方法。包括以下过程：实时输入不同类型的受电弓图像；通过高斯平滑的方法对受电弓图像进行滤波去噪处理；采用梯度计算去除垂直方向上的轮廓干扰，再进行形态学处理和纹理特征计算，提取到受电弓图像轮廓；筛除干扰直线，进行直线聚类判别，提取受电弓滑板图像；根据受电弓滑板图像获取滑板空间几何特征，判断滑板异常状态。发明的技术方案对光源不敏感，适用于不同光照情况；算法参数修改方便，非专业人员也可操作；现场适用性强，适用于多个不同现场情况下、不同类型受电弓的提取；检测正确率高，误检率、漏检率低。

技术领域

本发明涉及受电弓异常检测技术领域，特别是一种受电弓滑板不平行检测方法。

背景技术

机车受电弓是电气化铁路电力机车从接触网上受取电流的装置，其滑板与接触网导线直接接触，从接触网导线上受取电流，供机车使用。受电弓滑板结构状态的好坏直接影响到列车的安全、可靠运行，其故障甚至可能造成运输中断。如果能够对受电弓滑板进行实时准确的监测，将会极大程度地减少受电弓故障发生的概率。

当前检测受电弓滑板结构异常主要有以下几种方法：1)传统人工登车检测方法，该方法的缺点为效率低、工作量大、不能检测运行中的受电弓；2)基于光纤维的检测技术，该技术的缺点为需对车辆和受电弓进行改造，投资成本太大；3)基于超声波的检测技术，该技术的缺点是超声波传感器本身特性受外界环境影响太大，且声波纺锤形发射的原理，导致该设备磨耗测量精度不够，且不能在雨雾天气正常使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种受电弓滑板不平行检测方法。

本发明采用的技术方案如下：一种受电弓滑板不平行检测方法，具体包括以下过程：

步骤1，实时输入不同类型的受电弓图像；

步骤2，通过高斯平滑的方法对受电弓图像进行滤波去噪处理；

步骤3，采用梯度计算去除垂直方向上的轮廓干扰，再进行形态学处理和纹理特征计算，提取到受电弓图像轮廓；

步骤4，筛除干扰直线，进行直线聚类判别，提取受电弓滑板图像；

步骤5，根据受电弓滑板图像获取滑板空间几何特征，判断滑板异常状态。

进一步的，所述步骤1中，所述受电弓图像格式为JPG编码，图像尺寸不唯一。

进一步的，所述步骤2中，所述高斯平滑是采用二维高斯核的卷积算子进行图像模糊化，所述二维高斯核可表示为：其中σ是正态分布的标准偏差，x、y为坐标轴。

进一步的，所述步骤3中，梯度计算的具体过程为：

获取图像中的像素点(x,y)的梯度为：

G_x(x,y)＝H(x+1,y)-H(x-1,y) (1)

Gy(x,y)＝H(x,y+1)-H(x,y-1) (2)

根据以上式子(1)(2)，可得到像素点(x,y)处的梯度幅值G(x，y)和梯度方向

对梯度幅值进行二值化处理，取出梯度幅度大于设定值的点，设置所述点的像素为225。

进一步的，所述步骤3中，所述形态学处理包括形态学滤波膨胀和腐蚀处理。

进一步的，所述步骤3中，所述纹理特征计算的具体过程为：遍历图像像素，针对该像素在0度、-45度、-90度、-135度方向上灰度值为255的每个像素，分别计算所有长度的行程，滤除掉不满足设定阈值的行程，并将每个行程拟合成一条直线。