一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法及系统技术方案

技术编号:16188921 阅读:60 留言:0更新日期:2017-09-12 11:44
本发明专利技术公开了一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法及系统,属于电气化高铁接触网安全检测领域。该方法包括:采集高铁接触网的支持定位装置的图像;采用模板匹配定位出图像中旋转双耳所在的区域;以旋转双耳所在的区域的中心为中心,按照第一预设图像尺寸对支持定位装置图像进行裁剪得到感兴趣区域图像;将感兴趣区域图像进行Blob分析,定位出图像中旋转双耳的竖向开口销所在区域;最后根据竖向开口销所在区域的宽度判断出竖向开口销是否缺失。采用本发明专利技术所提供的检测方法及系统,能够快速准确的判断出开口销是否缺失,以尽早发现高铁接触网中的故障,为高铁接触网的安全提供了保障。

A high-speed railway catenary vertical rotary double ear detection method and system for missing cotter pin

The invention discloses a high-speed catenary rotary double ear deletion detection method and system of vertical pin, belonging to the electrified high-speed railway catenary safety testing field. The method includes: image acquisition support positioning device of high-speed railway contact network; using template matching region where the image of rotary double ears; in the region where the binaural rotation center, according to the first preset image size to support positioning device image cut to get the region of interest image; region of interest image Blob analysis of the positioning of the vertical split image in the area where the rotary double ear; according to the area where the width of the vertical cotter pin to judge whether the lack of vertical split pin. The detection method and system provided by the invention can quickly and accurately determine whether the cotter pin missing, in order to find the fault of high-speed railway contact network, provide a guarantee for the safety of high-speed rail catenary.

【技术实现步骤摘要】
一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法及系统
本专利技术涉及电气化高铁接触网安全检测领域,具体涉及一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法及系统。
技术介绍
随着高速铁路运输技术的进一步发展及其广泛应用,高铁接触网作为向机车提供电能的重要设施,其是否处于安全工作状态也越来越受到关注。为了保证接触网处于良好工作状态,以利于电气化铁道的安全运营,越尽早发现并处理接触网故障。实际中,高铁接触网故障主要由零部件的松、脱、缺、裂等造成。旋转双耳是接触网中支持及悬挂装置中重要的紧固件之一,旋转双耳上的开口销是否处于良好的工作状态是旋转双耳上容易出现的故障之一,开口销的脱落将会给接触网的安全带来隐患。目前,对于高铁接触网检测模式是在天窗作业时人工上线巡检,但由于线路所处环境复杂,人为观察危险性高及职工素质不均等因素,极有可能出现漏检的情况,从而造成安全隐患。另外,对于旋转双耳开口销的工作状态的检测目前尚未出现有比较成熟的自动检测方法,因此,如何快速准确检测高铁旋转双耳开口销的状态是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷,本专利技术的目的在于提供一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法及系统,通过该方法及系统能够高效准确的检测出旋转双耳竖向开口销是否缺失。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法,包括以下步骤:(1)采集高铁接触网的支持定位装置的图像;(2)采用模板匹配的方式,定位出支持定位装置图像中旋转双耳所在的区域;(3)以旋转双耳所在的区域的中心为中心,按照第一预设图像尺寸对所述支持定位装置图像进行裁剪,以裁剪出的图像作为感兴趣区域图像;(4)将感兴趣区域图像进行Blob分析,定位出图像中旋转双耳的竖向开口销所在区域;(5)根据旋转双耳的竖向开口销所在区域的图像判断旋转双耳的竖向开口销是否缺失,判断方式为:5.1)计算旋转双耳的竖向开口销所在区域的宽度,所述宽度为旋转双耳的竖向开口销所在区域的连通域的最小外接矩形的水平宽度;5.2)判断所述宽度是否大于设定阈值,若是,则判断所述竖向开口销存在,若否,则判断所述竖向开口销缺失。进一步,如上所述的一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法,步骤(3)中,以旋转双耳所在的区域的中心为中心,按照第一预设图像尺寸对所述支持定位装置图像进行裁剪,包括:3.1)根据模板图像将所述支持定位装置图像进行空间域变换,使变换后旋转双耳所在区域的中心坐标与模板图像的中心坐标重合;3.2)以模板图像的中心为中心,按照第一预设图像尺寸对变换后的图像进行裁剪。进一步,如上所述的一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法,步骤3.1)中,根据模板图像采用变换矩阵的方式将所述支持定位装置图像进行空间域变换;所述变换矩阵HomMat2DGlobal为:HomMat2DGlobal=HomMat2DTranSlate*HomMat2DScale*HomMat2DRotate其中,HomMat2DTranSlate表示平移变换矩阵,HomMat2DScale表示缩放变换矩阵,HomMat2DRotate表示旋转变换矩阵;所述平移变换矩阵计算方式为:其中,ModelRow、ModelColumn分别表示模板图像的中心的行坐标和列坐标,Row、Column分别表示旋转双耳所在的区域的中心的行坐标和列坐标;所述缩放变换矩阵为:其中,ModelScale表示支持定位装置图像相对于模板图像的缩放系数;所述旋转变换矩阵为:其中,phi表示待匹配图像归一化时,支持定位装置图像相对于模板图像的旋转角度,即phi=ModelAngle。进一步,如上所述的一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法,步骤(4)中,将感兴趣区域图像进行Blob分析,定位出图像中旋转双耳的竖向开口销所在区域的方式为:4.1)将感兴趣区域图像进行二值化处理,得到二值化图像;4.2)采用预设的结构元素依次对所述二值化图像进行形态学腐蚀和膨胀处理,得到膨胀处理后的图像;4.3)获取所述二值化图像和膨胀处理后图像的差值图像,标记差集图像中的连通区域,将差值图像中面积最大的连通区域确定为旋转双耳的竖向开口销所在区域。进一步,如上所述的一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法,步骤4.3)中,确定出旋转双耳的竖向开口销所在区域之后,以确定出的旋转双耳的竖向开口销所在区域的中心为中心,按照第二预设图像尺寸对所述二值化图像进行裁剪,以裁剪出的图像作为旋转双耳的竖向开口销所在区域的图像。进一步,如上所述的一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法,步骤(1)中,采集高铁接触网的支持定位装置的图像后,还包括对支持定位装置的图像进行预处理的步骤;所述预处理包括将图像进行增强和去噪。进一步,如上所述的一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法,所述将待检测图像进行增强的公式为:g′=g×Mult+AddMult=255/(GMax-GMin)Add=Mult×GMin其中,g为增强处理前图像中像素点的灰度值,g′为增强处理后结果图像灰度值;Mult为线性变换系数,Add为线性变换增量,GMax和GMin分别表示增强处理前图像中的最大灰度值和最小灰度值。本专利技术实施例中还提供了一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测系统,包括:图像采集模块,用于采集高铁接触网的支持定位装置的图像;旋转双耳定位模块,用于采用模板匹配的方式,定位出支持定位装置图像中旋转双耳所在的区域;图像裁剪模块,用于以旋转双耳所在的区域的中心为中心,按照第一预设图像尺寸对所述支持定位装置图像进行裁剪,以裁剪出的图像作为感兴趣区域图像;双耳竖向开口销定位模块,用于将感兴趣区域图像进行Blob分析,定位出图像中旋转双耳的竖向开口销所在区域;开口销缺失判断模块,用于根据旋转双耳的竖向开口销所在区域的图像判断旋转双耳的竖向开口销是否缺失;开口销缺失判断模块包括:开口销区域宽度计算单元,用于计算旋转双耳的竖向开口销所在区域的宽度,所述宽度为旋转双耳的竖向开口销所在区域的连通域的最小外接矩形的水平宽度;缺失判断单元,用于判断所述宽度是否大于设定阈值,若是,则判断所述竖向开口销存在,若否,则判断所述竖向开口销缺失。进一步,如上所述的一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测系统,所述双耳竖向开口销定位模块包括:图像二值化单元,用于将感兴趣区域图像进行二值化处理,得到二值化图像;腐蚀膨胀处理单元,用于采用预设的结构元素依次对所述二值化图像进行形态学腐蚀和膨胀处理,得到膨胀处理后的图像;第一开口销区域定位单元,用于获取所述二值化图像和膨胀处理后图像的差值图像,标记差集图像中的连通区域,将差值图像中面积最大的连通区域确定为旋转双耳的竖向开口销所在区域。进一步,如上所述的一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测系统,所述双耳竖向开口销定位模块还包括:第二开口销区域定位单元,用于在确定出旋转双耳的竖向开口销所在区域之后,以确定出的旋转双耳的竖向开口销所在区域的中心为中心,按照第二预设图像尺寸对所述二值化图像进行裁剪,以裁剪出的图像作为旋转双耳的竖向开口销所在区域的图像。本专利技术的有益效果在于:本专利技术所提供的检测方法及系本文档来自技高网...
一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法及系统

【技术保护点】
一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法,包括以下步骤:(1)采集高铁接触网的支持定位装置的图像;(2)采用模板匹配的方式,定位出支持定位装置图像中旋转双耳所在的区域;(3)以旋转双耳所在的区域的中心为中心,按照第一预设图像尺寸对所述支持定位装置图像进行裁剪,以裁剪出的图像作为感兴趣区域图像;(4)将感兴趣区域图像进行Blob分析,定位出图像中旋转双耳的竖向开口销所在区域;(5)根据旋转双耳的竖向开口销所在区域的图像判断旋转双耳的竖向开口销是否缺失,判断方式为:5.1)计算旋转双耳的竖向开口销所在区域的宽度,所述宽度为旋转双耳的竖向开口销所在区域的连通域的最小外接矩形的水平宽度;5.2)判断所述宽度是否大于设定阈值,若是,则判断所述竖向开口销存在,若否,则判断所述竖向开口销缺失。

【技术特征摘要】
1.一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法,包括以下步骤:(1)采集高铁接触网的支持定位装置的图像;(2)采用模板匹配的方式,定位出支持定位装置图像中旋转双耳所在的区域;(3)以旋转双耳所在的区域的中心为中心,按照第一预设图像尺寸对所述支持定位装置图像进行裁剪,以裁剪出的图像作为感兴趣区域图像;(4)将感兴趣区域图像进行Blob分析,定位出图像中旋转双耳的竖向开口销所在区域;(5)根据旋转双耳的竖向开口销所在区域的图像判断旋转双耳的竖向开口销是否缺失,判断方式为:5.1)计算旋转双耳的竖向开口销所在区域的宽度,所述宽度为旋转双耳的竖向开口销所在区域的连通域的最小外接矩形的水平宽度;5.2)判断所述宽度是否大于设定阈值,若是,则判断所述竖向开口销存在,若否,则判断所述竖向开口销缺失。2.根据权利要求1所述的一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法,其特征在于:步骤(3)中,以旋转双耳所在的区域的中心为中心,按照第一预设图像尺寸对所述支持定位装置图像进行裁剪,包括:3.1)根据模板图像将所述支持定位装置图像进行空间域变换,使变换后旋转双耳所在区域的中心坐标与模板图像的中心坐标重合;3.2)以模板图像的中心为中心,按照第一预设图像尺寸对变换后的图像进行裁剪。3.根据权利要求2所述的一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法,其特征在于:步骤3.1)中,根据模板图像采用变换矩阵的方式将所述支持定位装置图像进行空间域变换;所述变换矩阵HomMat2DGlobal为:其中,HomMat2DTranSlate表示平移变换矩阵,HomMat2DScale表示缩放变换矩阵,HomMat2DRotate表示旋转变换矩阵;所述平移变换矩阵计算方式为:其中,ModelRow、ModelColumn分别表示模板图像的中心的行坐标和列坐标,Row、Column分别表示旋转双耳所在的区域的中心的行坐标和列坐标;所述缩放变换矩阵为:其中,ModelScale表示支持定位装置图像相对于模板图像的缩放系数;所述旋转变换矩阵为:其中,phi表示待匹配图像归一化时,支持定位装置图像相对于模板图像的旋转角度,即phi=ModelAngle。4.根据权利要求1所述的一种高铁接触网旋转双耳竖向开口销缺失检测方法,其特征在于:步骤(4)中,将感兴趣区域图像进行Blob分析,定位出图像中旋转双耳的竖向开口销所在区域的方式为:4.1)将感兴趣区域图像进行二值化处理,得到二值化图像;4.2)采用预设的结构元素依次对所述二值化图像进行形态学腐蚀和膨胀处理,得到膨胀...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘军陈奇志王倩吴限
申请(专利权)人:成都交大光芒科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:四川,51

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