一种受电弓检测方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种受电弓检测方法、装置及系统，其中，所述方法包括：采集电力机车运行时受电弓的图像；对所述图像进行预处理将预处理后的图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点；根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置；根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态。可以在电力机车通过时，不需停留，无需接触，自动检测受电弓状态。并且能够有效提高检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机车部件检测
，尤其涉及一种受电弓检测方法、装置及系统。
技术介绍
受电弓是电力机车和动车组的重要核心部件，直接关系到电力机车运行的安全、平稳。受材质、受电弓结构、电力机车速度、空气阻力和外部运行环境等各种因素的影响，受电弓容易产生非正常运行状态，危害安全运行。为应对电力机车运行效率及运行质量的高要求，需要经常性的对受电弓进行检测，保证及时维护，防止故障状态的延续和发展。目前受电弓检测主要有车载设备检测、入库人工检测、地面在线检测三种方式，但都存在着一定的局限性。车载设备检测方式在实际运用中需要安装在车体上，如果在每台机车上都安装车载设备，必然需要大量的投资，此外多个车载设备还存在着数据传输的问题，不适合大规模推广。而入库人工检测方式由于需要人工执行检测，存在着效率低，检测项目有限，不能反映动态运行时的状态等缺点；现有地面在线检测以检测受电弓碳滑板的厚度为主要功能，检测功能单一，不能全面反映受电弓的运行状态。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种受电弓检测方法、装置及系统，以实现对受电弓快速准确的进行检测的目的。第一方面，本专利技术实施例提供了一种受电弓检测方法，包括：采集电力机车运行时受电弓的图像；对所述图像进行预处理将预处理后的图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点；根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置；根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种受电弓检测装置，包括：采集模块，用于采集电力机车运行时受电弓的图像；提取模块，用于对所述图像进行预处理将预处理后的图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点；位置确定模块，用于根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置；检测模块，用于根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态。第三方面，本专利技术实施还提供了一种受电弓检测系统，所述系统包括：轨边检测站，用于对受电弓的状态进行检测，所述轨边监测站上述实施例提供的受电弓检测装置；用于拍摄电力机车运行时受电弓的图像的轨道检测区。本专利技术实施例提供的受电弓检测方法、装置及系统，通过对受电弓三维空间形位关系的检测，全面直观地反映受电弓运行状态。可以在电力机车通过时，不需停留，无需接触，自动检测受电弓状态。并且能够有效提高检测的准确性。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本专利技术实施例一提供的受电弓检测方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例二提供的受电弓检测方法的流程示意图；图3是本专利技术实施例二提供的受电弓检测方法中检测受电弓横向偏移图像的示意图的电路图；图4是本专利技术实施例三提供的受电弓检测方法的流程示意图；图5是本专利技术实施例三提供的受电弓检测方法中受电弓上下倾斜图像的示意图；图6是本专利技术实施例四提供的受电弓检测方法的流程示意图；图7是本专利技术实施例四提供的受电弓检测方法中受电弓前后倾斜图像的示意图；图8是本专利技术实施例五提供的受电弓检测方法的流程示意图；图9是本专利技术实施例五提供的受电弓检测方法中羊角变形图像的示意图；图10是本专利技术实施例六提供的受电弓检测方法的流程示意图；图11是本专利技术实施例七提供的受电弓检测方法的流程示意图；图12是本专利技术实施例八提供的受电弓检测装置的结构示意图；图13是本专利技术实施例九提供的受电弓检测系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内
容。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的受电弓检测方法的流程示意图，本实施例可适用于检测电力机车运行中受电弓的情况，该方法可以由受电弓检测装置来执行，该装置可由软件/硬件方式实现，并可集成于相应的受电弓检测系统中。参见图1，所述受电弓检测方法，包括：S110，采集电力机车运行时受电弓的图像。利用图像传感器对运行中的电力机车的受电弓的图像进行采集。示例性的，所述图像传感器可以选用高速图像传感器进行采集。此外，也可通过不同位置的多台图像传感器获取多个受电弓图像。S120，对所述图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点。对采集的图像进行处理，并进行边缘检测。示例性的，可以采用如下方式，对采集到的图像进行边缘检测。对采集的图像进行滤波，具体的可以采用高斯滤波，平滑采集到图像的像素，去除噪音点。对滤波后的图像。利用算法对图像的灰度值进行增强，示例性的，可以采用Gamma校正算法采用非线性函数对图像的像素点进行变换，可以对图像中的边缘区域进行展宽，对其它区域进行压缩，进而实现达到图像增强的效果。对增强后的图像采用亚像素边缘检测方法进行检测并提取所述受电弓的外边缘的像素点。示例性的，可以通过插值法亚像素边缘检测实现，具体的，利用插值函数近似恢复边缘过渡区的一维连续光强函数，再根据亚像元边缘检测的理论得到受电弓边缘特征点。亚像素边缘检测方法与传统的识别算子方法相比，大大降低了运算量，能够有效提高提取图像边缘的速度。S130，根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像
中的位置。安装位置和角度决定的像素/位置比可以确定图像中的像素和实际位置的对应关系，利用检测的边缘特征点的像素位置和图像的分辨率可以确定受电弓外边缘在图像中的位置，此外，也可以通过边缘特征点的像素位置和图像的分辨率确定边缘的方位，实现对受电弓外边缘的精确定位。S140，根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态。由于受电弓采用框架结构和弹性支撑，受电弓运行状态的变化首先表现为受电弓空间形位关系的变化，通过受电弓的外边缘在图像中的位置相应的位置参数的平均值，检定不同受电弓、不同行车状态下的参数变化。本实施例提供的受电弓检测方法，通过对受电弓三维空间形位关系的检测，全面直观地反映受电弓运行状态。可以在电力机车通过时，不需停留，无需接触，自动检测受电弓状态。并且能够有效提高检测的准确性。实施例二图2是本专利技术实施例二提供的受电弓检测方法的流程示意图；图3是本专利技术实施例二提供的受电弓检测方法中检测受电弓横向偏移图像的示意图。本实施例以上述实施例为基础，在本实施例中，将根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，具体优化为：标定受电弓碳滑板基准中心位置；根据所述受电弓的外边缘确定所述受电弓碳滑板的中心位置,并根据所述中心位置和基准中心位置确定所述受电弓的横向偏移量。相应的，本实施例所提供的受电弓检测方法，具体包括：S210，采集电力机车运行时受电弓的图像。S220，对所述图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点。S230，根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置。S240，标定受电弓碳滑板基准中心位置。在本实施例和以下实施例中，设定为将面向电力机车前进方向时，左侧为“左”，右侧为“右”，先进入探测区域的碳滑板为“前”碳滑板，后进入探测区域的为“后”碳滑板。在机车车辆运动处于基准位置时，受电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种受电弓检测方法，其特征在于，包括：采集电力机车运行时受电弓的图像；对所述图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点；根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置；根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态。

【技术特征摘要】
1.一种受电弓检测方法，其特征在于，包括：采集电力机车运行时受电弓的图像；对所述图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点；根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置；根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，包括：标定受电弓碳滑板基准中心位置；根据所述受电弓的外边缘确定所述受电弓碳滑板的中心位置,并根据所述中心位置和基准中心位置确定所述受电弓的横向偏移量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，包括：标定所述受电弓两个端点的基准位置；根据所述受电弓的外边缘确定所述受电弓两个端点的图像位置，根据所述基准位置和所述图像位置确定所述受电弓的上下倾斜量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，包括：标定所述受电弓的基准高度；根据前后两张图像检测所述受电弓的外边缘，确定所述受电弓前碳滑板和后碳滑板的前后高度；根据所述受电弓前碳滑板和后碳滑板的高度和所述基准高度的差值计算所
\t述受电弓的前后倾斜量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，包括：确定所述受电弓羊角外边缘与所述碳滑板上羊角连接区域的外边缘之间的横向位移量；根据所述横向位移量与预设的横向位移量计算所述受电弓的羊角变形量。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，包括：根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置获取碳滑板上边缘曲线；将所述上边缘曲线进行空间变换，以使得所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线最多部分拟合；在所述上边缘曲线与预设的初始上边缘曲线的差异大于预设的差异阈值时，所述受电弓为异常损耗状态。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态，包括：确定接触网的初始高度，并确定接触压力与接触网变化高度的对应关系；根据受电弓的外边缘在图像中的位置确定接触网的高度，并根据所述对应关系计算得到受电弓的接触压力。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述图像进行边缘检测，包括：将所述图像进行灰度处理和滤波处理；将滤波后处理的图像通过亚像素边缘检测算法进行边缘检测。9.一种受电弓检测装置，其特征在于，包括：采集模块，用于采集电力机车运行时受电弓的图像；提取模块，用于对所述图像进行预处理将预处理后的图像进行边缘检测，提取所述受电弓的外边缘的像素点；位置确定模块，用于根据所述受电弓的外边缘的像素点确定所述受电弓的外边缘在图像中的位置；检测模块，用于根据所述受电弓的外边缘在图像中的位置检测所述受电弓的运行状态。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎莎，喻贵忠，
申请(专利权)人：北京铁道工程机电技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11