接触网支柱装置的识别定位方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了接触网支柱装置的识别定位方法及系统，首先，采集接触网图像，对其进行灰度转换，输出灰度图像；对灰度图像进行中值滤波和二值化处理，得到二值化图像；然后，根据支柱装置中各个部件的径向方向，选择从左至右逐行或从上至下逐列遍历二值化图像，对每行或每列的每一个像素点在一定扫描区域内进行边缘查找，以定位出各个部件的位置区域；所述扫描区域为以当前查找像素点为原点的一定夹角范围内的区域，该区域的开口方向与该待定位部件的径向方向相同。本发明专利技术可精准地定位出支柱装置中各个部件的位置区域。

Method and system for identifying and positioning contact net support device

The invention discloses a positioning method and system identification, catenary pillar device first, catenary image acquisition, gray conversion, output gray image; gray image median filtering and binarization processing, get the binarization image; then, according to the radial direction pillar device in various parts, choice from left to right and from top to bottom line by line traversing the binarization image of each row or column of each pixel in a certain area to find the edge scanning, to locate the location area of every components; the scanning area is to search for the origin of the current pixel angle range within the region, the radial direction and the opening direction of the area to be parts of the same location. The invention can accurately locate the position of each component in the supporting device.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及接触网领域，特别是涉及接触网支柱装置的识别定位方法及系统。
技术介绍
接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向轨道交通工具供电的特殊形式的输电线路。一般由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。铁路接触网的支柱和支撑杆的完整性对接触网正常运行非常重要。对支柱装置的识别定位，也是后续基于图像识别技术分析支柱上的各部件是否存在缺陷的必要前序动作，如检测螺丝是否脱落、是否有鸟窝、绝缘子是否缺裂等异常情况，以避免发生安全事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供接触网支柱装置的识别定位方法及系统，根据支柱装置中各个部件的径向方向，选择从左至右逐行或从上至下逐列遍历二值化图像，对每行或每列的每一个像素点，采用与其径向方向相同的扫描区域进行边缘查找，可精准地定位出支柱装置中各个部件的位置区域。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：（一）接触网支柱装置的识别定位方法，所述方法至少包括以下步骤：S1，采集接触网图像，对其进行灰度转换，输出灰度图像；S2，对灰度图像进行中值滤波和二值化处理，得到二值化图像；S3，根据支柱装置中各个部件的径向方向，选择从左至右逐行或从上至下逐列遍历二值化图像，对每行或每列的每一个像素点在一定扫描区域内进行边缘查找，以定位出各个部件的位置区域；所述扫描区域为以当前查找像素点为原点的一定夹角范围内的区域，该区域的开口方向与该待定位部件的径向方向相同，其中，所述扫描区域中存在n条以当前查找像素点为原点的扫描线段。进一步的，对于支柱装置中宽度较大的部件，其定位方式为：S401，统计其扫描区域内每条扫描线段两边的黑白像素点的数量，当某条扫描线段两边的黑白像素点的数量占相应的扫描线段的长度的一定比例时，确定出宽度较大的部件的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘和第二边缘相对立，且其之间的宽度与部件的宽度相匹配；S402，取第一边缘和第二边缘之间的垂直于第一边缘和第二边缘的线段作为端部查找线段，当某条端部查找线段上的白像素总数量占第一边缘和第二边缘的宽度像素值的一定比例时，则判定该顶部查找线段为该部件的顶部；S403，根据所述第一边缘、第二边缘和顶部确认出支柱装置中宽度较大的部件的位置区域。进一步的，对于支柱装置中宽度较小的部件，其定位方式为：S501，统计其扫描区域内每条扫描线段上的白像素点的数量，当某条扫描线段上白像素点的数量占该条扫描线段的长度的一定比例时，则判定该扫描区域内的该条扫描线段属于宽度较小的部件；S502，根据S501所查找出的扫描线段，确定出支柱装置中宽度较小的部件的位置区域。进一步的，在确定出宽度较大的支柱装置的位置区域后，根据支柱装置模型，在相应的区域内定位出宽度较小的支柱装置的位置区域。进一步的，所述宽度较大的部件包括支柱，所述宽度较小的部件包括平腕臂、斜腕臂、支撑杆、定位管和定位器。（二）接触网支柱装置的识别定位系统，所述系统至少包括接触网图像获取模块、灰度转换模块、二值化处理模块和边缘查找模块。所述接触网图像获取模块将接触网图像发送至灰度转换模块，对其进行灰度转换，输出灰度图像。所述二值化处理模块对灰度图像进行中值滤波和二值化处理，得到二值化图像。所述边缘查找模块根据支柱装置中各个部件的径向方向，选择从左至右逐行或从上至下逐列遍历二值化图像，对每行或每列的每一个像素点在一定扫描区域内进行边缘查找，以定位出各个部件的位置区域；所述扫描区域为以当前查找像素点为原点的一定夹角范围内的区域，该区域的开口方向与该待定位部件的径向方向相同，其中，所述扫描区域中存在n条以当前查找像素点为原点的扫描线段。进一步的，所述边缘查找模块包括大宽度部件边缘查找模块。所述大宽度部件边缘查找模块用于统计其扫描区域内每条扫描线段两边的黑白像素点的数量，当某条扫描线段两边的黑白像素点的数量占相应的扫描线段的长度的一定比例时，确定出宽度较大的部件的第一边缘和第二边缘，再取第一边缘和第二边缘之间的垂直于第一边缘和第二边缘的线段作为端部查找线段，当某条端部查找线段上的白像素总数量占第一边缘和第二边缘的宽度像素值的一定比例时，则判定该顶部查找线段为该部件的顶部，根据所述第一边缘、第二边缘和顶部确认出支柱装置中宽度较大的部件的位置区域。其中，所述第一边缘和第二边缘相对立，且其之间的宽度与部件的宽度相匹配。进一步的，所述边缘查找模块包括小宽度部件边缘查找模块。所述小宽度部件边缘查找模块用于统计其扫描区域内每条扫描线段上的白像素点的数量，当某条扫描线段上白像素点的数量占该条扫描线段的长度的一定比例时，则判定该扫描区域内的该条扫描线段属于宽度较小的部件，根据所查找出的扫描线段，确定出支柱装置中宽度较小的部件的位置区域。进一步的，所述系统还包括支柱装置模型数据库和匹配定位模块，支柱装置模型数据库用于存储支柱装置模型，匹配定位模块用于根据已确定的宽度较大的支柱装置的位置区域，将接触网图像与支柱装置模型进行匹配，定位出支柱装置的位置区域，以便在相应的区域内确定宽度较小的支柱装置的位置区域。本专利技术的有益效果是：本专利技术根据支柱装置中各个部件的径向方向，选择从左至右逐行或从上至下逐列遍历二值化图像，对每行或每列的每一个像素点，采用与其径向方向相同的扫描区域进行边缘查找，可精准地定位出支柱装置中各个部件的位置区域。附图说明图1为本专利技术接触网支柱装置的识别定位方法的流程示意图；图2为本专利技术中实施例一的边缘查找示意图；图3为本专利技术接触网支柱装置的识别定位系统的系统框图。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。（一）接触网支柱装置的识别定位方法如图1所示，该实施例描述了一种接触网支柱装置的识别定位方法，所述方法包括以下步骤。S1，采集接触网图像，对其进行灰度转换，输出灰度图像。S2，对灰度图像进行中值滤波和二值化处理，得到二值化图像。S3，根据支柱装置中各个部件的径向方向，选择从左至右逐行或从上至下逐列遍历二值化图像，对每行或每列的每一个像素点在一定扫描区域内进行边缘查找，以定位出各个部件的位置区域。所述扫描区域为以当前查找像素点为原点的一定夹角范围内的区域，该区域的开口方向与该待定位部件的径向方向相同，其中，所述扫描区域中存在n条以当前查找像素点为原点的扫描线段。所述扫描区域可采用扇形扫描区域或三角形扫描区域以及其他形式的扫描区域。所述扫描线段的长度为从作为原点的像素点至扫描区域的底边的像素距离值。扫描线段不能太长，扫描线段越长则运算时间越大。根据接触网支柱装置的特性，该支柱装置包括如支柱等宽度较大的部件，还包括如平腕臂、斜腕臂、支撑杆、定位管和定位器等宽度较小的部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
接触网支柱装置的识别定位方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：S1，采集接触网图像，对其进行灰度转换，输出灰度图像；S2，对灰度图像进行中值滤波和二值化处理，得到二值化图像；S3，根据支柱装置中各个部件的径向方向，选择从左至右逐行或从上至下逐列遍历二值化图像，对每行或每列的每一个像素点在一定扫描区域内进行边缘查找，以定位出各个部件的位置区域；所述扫描区域为以当前查找像素点为原点的一定夹角范围内的区域，该区域的开口方向与该待定位部件的径向方向相同，其中，所述扫描区域中存在n条以当前查找像素点为原点的扫描线段。

【技术特征摘要】
1.接触网支柱装置的识别定位方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：
S1，采集接触网图像，对其进行灰度转换，输出灰度图像；
S2，对灰度图像进行中值滤波和二值化处理，得到二值化图像；
S3，根据支柱装置中各个部件的径向方向，选择从左至右逐行或从上至下逐列遍历二值化图像，对每行或每列的每一个像素点在一定扫描区域内进行边缘查找，以定位出各个部件的位置区域；
所述扫描区域为以当前查找像素点为原点的一定夹角范围内的区域，该区域的开口方向与该待定位部件的径向方向相同，其中，所述扫描区域中存在n条以当前查找像素点为原点的扫描线段。
2.根据权利要求1所述的接触网支柱装置的识别定位方法，其特征在于，对于支柱装置中宽度较大的部件，其定位方式为：
S401，统计其扫描区域内每条扫描线段两边的黑白像素点的数量，当某条扫描线段两边的黑白像素点的数量占相应的扫描线段的长度的一定比例时，确定出宽度较大的部件的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘和第二边缘相对立，且其之间的宽度与部件的宽度相匹配；
S402，取第一边缘和第二边缘之间的垂直于第一边缘和第二边缘的线段作为端部查找线段，当某条端部查找线段上的白像素总数量占第一边缘和第二边缘的宽度像素值的一定比例时，则判定该顶部查找线段为该部件的顶部；
S403，根据所述第一边缘、第二边缘和顶部确认出支柱装置中宽度较大的部件的位置区域。
3.根据权利要求1所述的接触网支柱装置的识别定位方法，其特征在于，对于支柱装置中宽度较小的部件，其定位方式为：
S501，统计其扫描区域内每条扫描线段上的白像素点的数量，当某条扫描线段上白像素点的数量占该条扫描线段的长度的一定比例时，则判定该扫描区域内的该条扫描线段属于宽度较小的部件；
S502，根据S501所查找出的扫描线段，确定出支柱装置中宽度较小的部件的位置区域。
4.根据权利要求2或3所述的接触网支柱装置的识别定位方法，其特征在于：在确定出宽度较大的支柱装置的位置区域后，根据支柱装置模型，在相应的区域内定位出宽度较小的支柱装置的位置区域。
5.根据权利要求1所述的接触网支柱装置的识别定位方法，其特征在于：所述宽度较大的部件包括支柱，所述宽度较小的部件包括平腕臂、斜腕臂、支撑杆、定位管和定位器。
6.接触网支柱装置的识别定位系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：范国海，何福，王小飞，蒋孟宜，
申请(专利权)人：成都国铁电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51