[发明专利]接触网受电弓滑板缺陷识别系统及方法

说明书

本发明属于接触网受电弓检测技术领域，公开了一种运用在行进的列车之上、通过视觉采集识别的方法、实时对接触网受电弓滑板的缺陷进行识别的系统及其识别方法，包括若干用于采集受电弓图像数据的线阵相机，用于存储所述线阵相机所采集图像以及缺陷数据库的存储介质，用于对所述线阵相机所采集的图像进行处理、识别和拼接的处理单元，用于对处理单元处理后的数据进行受电弓定位和缺陷识别的定位识别单元。

技术领域

本发明属于接触网受电弓检测技术领域，具体涉及一种接触网受电弓滑板缺陷识别系统及方法。

背景技术

受电弓是电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，均由滑板、上框架、下臂杆（双臂弓用下框架）、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。近年来多采用单臂弓（见图）。负荷电流通过接触线和受电弓滑板接触面的流畅程度，它与滑板与接触线间的接触压力、过渡电阻、接触面积有关，取决于受电弓和接触网之间的相互作用。

机车受电弓是电力机车运行时从电网中取电的装置。在机车运行过程中，受电弓发生电气和机械磨耗的情况不可避免，当受电弓磨耗到一定程度后，容易造成拉网或卡网，由此可能引发严重的铁路交通事故；另一方面，若接触网出现断网等问题，也可能造成受电弓崩缺或断弓。通过对受电弓的实时检测，可以及时、准确发现受电弓出现的问题。因此滑板本身也属于耗材，处于对列车运行安全的考量，一般在日常检查项中就会有对滑板的检测，以及在列车运行时对受电弓滑板进行实时的检测，以便于及时发现受电弓的问题和缺陷并采取对应措施，避免产生更大的损害后果，因此，对于接触网受电弓滑板的缺陷识别技术进行研究，对提高列车运行安全水平有着极高的价值。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的问题，提供了一种运用在行进的列车之上、通过视觉采集识别的方法、实时对接触网受电弓滑板的缺陷进行识别的系统及其识别方法。

本发明所公开的接触网受电弓滑板缺陷识别系统，其特征在于：包括若干用于采集受电弓图像数据的线阵相机，用于存储所述线阵相机所采集图像以及缺陷数据库的存储介质，用于对所述线阵相机所采集的图像进行处理、识别和拼接的处理单元，用于对处理单元处理后的数据进行受电弓定位和缺陷识别的定位识别单元。

接触网受电弓滑板缺陷识别方法，其特征在于，包括图像采集步骤、图像处理步骤、受电弓定位步骤和缺陷识别步骤；

所述图像采集步骤是通过线阵相机从若干角度采集受电弓图像；

所述图像处理步骤包括预处理、特征提取和模式匹配；所述预处理包括对图像的解码、图像缩放、图像拼接和图像增强的步骤；所述特征提取对图像进行边缘检测、形态学处理、直线检测和特征融合的步骤；所述模式匹配是对图像中的几何特征进行分析和提取；

所述受电弓定位步骤是对所述图像处理步骤处理后的图像进行读取和拼接，并通过模型匹配的方法识别出图像中的受电弓滑板，然后调整图像中的受电弓滑板位置和拼接点位置并输出；

所述缺陷识别步骤是对所述受电弓定位步骤处理输出的图像，通过模型匹配的方式识别出图像中受电弓滑板的缺陷。

所述图像处理步骤中的预处理，依次包括对图像进行JEPG解码、图像缩放、图像增强和图像拼接的步骤。

所述图像处理步骤中的特征提取，是对预处理后的图像进行二值化处理，并对图像进行边缘识别找到部件边缘，再通过形态学处理和直线检测提取出疑似受电弓的部件，采用特种融合的方式将所有照片中的疑似受电弓部件进行提取。

所述图像处理步骤中的模式匹配，是对特征提取后的图像中疑似受电弓的配件进行模型匹配识别以确定受电弓部件。模型匹配的方法在现有的视觉识别技术中实现方法有很多。