[发明专利]一种电气化铁路绝缘子形位公差检测装置

权利要求书

1.一种电气化铁路绝缘子形位公差测量装置，其特征在于：包括机械系统、图像采集系统和识别系统组成；机械系统包括支撑框架(1)、待测绝缘子(2)、旋转塔台(4)、绝缘子吊钩(5)组成，图像采集系统由荧光屏幕(3)和CCD传感器(6)组成，识别系统由数据传输线(7)和工控机(8)组成；

支撑框架(1)上固定有旋转塔台(4)，旋转塔台(4)连接有绝缘子吊钩(5)；将待测绝缘子(2)悬挂于绝缘子吊钩(5)处并自然垂下，通过CCD传感器(6)获得绝缘子二维图像，将该图像通过数据传输线(7)传输至工控机(8)中，分别对绝缘子(2)中各配件进行图像识别，识别得到绝缘子(2)中金属附件和配属瓷件，并给出该绝缘子的虚拟轴线及形位公差测量值。

2.应用如权利要求1所述装置的方法，其特征在于：此测量装置通过图像采集系统中的CCD传感器(6)采集绝缘子图像，利用识别系统中的工控机对绝缘子图像进行识别得到绝缘子的形位公差；

所述机械系统中的旋转塔台(4)能通过工控机(8)控制进行顺时针或逆时针转动，从而实现多角度采集绝缘子图像；

所述识别系统中的工控机(8)对CCD传感器(6)采集得到的多张图像进行识别，识别过程中能准确区分绝缘子瓷件与金属附件，并通过对瓷件和金属附件进行多角度多点识别测量，实现绝缘子形位公差检测；

旋转塔台(4)可通过工控机(8)进行控制，具有转动指定角度功能，可通过顺时针或逆时针转动带动绝缘子进行旋转，从而实现从不同角度取得绝缘子图像的功能。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)图像预处理：对绝缘子图像进行RGB加权平均灰度化处理，再经空间阈值化及直方图均衡化处理；

2)图像边缘检测：通过Canny边缘检测算法获得纯净的绝缘子图像；先通过高斯滤波方法滤除灰度图像噪点，然后通过双阈值算法对图像进行阈值处理，通过八邻域搜索算法计算连通域面积并存入一维数组，利用小根堆算法计算该一维数组中的前K个最大值并排序，得到K个数的中值midarea，将双阈值分别设定为0.5*midarea及midarea，随后去除不在双阈值范围内的连通域，并将剩下的连通域合并得到绝缘子的边缘检测图像；

3)图像形态学处理：对分割后的图像进行形态学中的腐蚀运算去除噪声的干扰，并对图像进行形态学膨胀处理；

4)图像的识别过程包含对绝缘子瓷件的识别和上下金属附件的识别；采用Hough变换检测方法，将图像中复杂的边缘特征信息映射为参数空间中的聚类解决问题；

识别首先对取得的绝缘子图像进行提取得到绝缘子各分瓷件C1～Cn以及上下金属附件F1、F2，并分别在各分瓷件C1～Cn的伞碟及连接颈边缘位置取点，计算得到伞碟及连接颈边缘点的中点，连接中点得到各分瓷件的虚拟轴线L1～Ln，随后对虚拟轴线进行拟合得到绝缘子的基准轴线BL；最后使用相同的识别方法对金属附件F1、F2的识别得到金属附件虚拟轴线S1、S2；

5)将各分瓷件的虚拟轴线L1～Ln与基准轴线BL在水平方向上相差的最大值作为该角度下绝缘子直线度的测量值，将上下金属附件虚拟轴线S1、S2与基准轴线BL相差的最大值作为该角度下绝缘子同轴度的测量值；

通过工控机(8)控制旋转塔台(4)旋转30°后再次进行取相与识别至绝缘子(2)旋转360°后为止，将不同角度上绝缘子直线度和同轴度的最大测量值作为该绝缘子形位公差检测值。