一种受电弓状态监测方法及装置制造方法及图纸

本申请提出一种受电弓状态检测方法及装置，该方法包括：获取受电弓监测图像；利用预先训练的受电弓及异物检测模型，从所述受电弓监测图像中检测受电弓，以及检测受电弓区域是否存在异物，得到受电弓检测结果以及异物检测结果；根据所述受电弓检测结果，从所述受电弓监测图像中，检测受电弓与接触网的交点位置坐标；根据所述受电弓与接触网的交点位置坐标，对所述受电弓监测图像进行电火花检测，确定所述受电弓与所述接触网之间是否存在电火花。上述技术方案基于受电弓监测图像实现了受电弓区域异物及电火花检测，采用该方案可以使得基于受电弓监测图像对受电弓的状态检测更全面。

A monitoring method and device of pantograph state

The present application proposes a method and device for detecting the state of pantograph, which includes: acquiring the pantograph monitoring image; detecting the pantograph from the pantograph monitoring image by using the pre trained pantograph and foreign object detection model, and detecting whether there is something different in the pantograph area, so as to obtain the pantograph detection result and foreign object detection result; according to the pantograph detection result , detect the position coordinates of the intersection of the pantograph and the contact network from the pantograph monitoring image; according to the position coordinates of the intersection of the pantograph and the contact network, carry out spark detection on the pantograph monitoring image to determine whether there is spark between the pantograph and the contact network. The above technical scheme realizes the detection of foreign matters and electric sparks in the pantograph area based on the pantograph monitoring image, and makes the detection of the state of the pantograph more comprehensive based on the pantograph monitoring image.

【技术实现步骤摘要】
一种受电弓状态监测方法及装置
本申请涉及视频与图像监控
，尤其涉及一种受电弓状态监测方法及装置。
技术介绍
受电弓是牵引列车从接触网直接取得电能的电气设备，对于列车受电弓运行状态的实时监控是列车安全运行的重要保障手段之一。现有的受电弓实时监测系统主要基于对受电弓进行图像或视频采集，通过对采集的图像或视频进行处理，分析受电弓状态。目前的受电弓实时监测系统只能通过对图像或视频进行分析判断简单的受电弓异常，对于受电弓电火花检测以及受电弓异物检测尚不能实现。
技术实现思路
基于上述现有技术的需求，本申请提出一种受电弓状态监测方法及装置，能够基于图像分析实现受电弓点火花检测。为了达到上述目的，本申请具体提出如下技术方案：一种受电弓状态检测方法，包括：获取受电弓监测图像；利用预先训练的受电弓及异物检测模型，从所述受电弓监测图像中检测受电弓，以及检测受电弓区域是否存在异物，得到受电弓检测结果以及异物检测结果；其中，所述受电弓及异物检测模型至少通过从受电弓监测图像中检测受电弓及异物进行训练，并且经过优化加速处理得到；根据所述受电弓检测结果，从所述受电弓监测图像中，检测受电弓与接触网的交点位置坐标；根据所述受电弓与接触网的交点位置坐标，对所述受电弓监测图像进行电火花检测，确定所述受电弓与所述接触网之间是否存在电火花。可选的，在检测确定受电弓与接触网的交点位置坐标后，所述方法还包括：根据所述受电弓与接触网的交点位置坐标，判断是否发生弓网关系故障，得到弓网关系故障检测结果。可选的，在获取受电弓监测图像后，所述方法还包括：利用预设的弱光图像增强算法对所述受电弓监测图像进行图像增强处理。可选的，所述根据所述受电弓检测结果，从所述受电弓监测图像中，检测受电弓与接触网的交点位置坐标，包括：对所述受电弓监测图像进行边缘检测处理，得到二值化边缘图像；根据所述受电弓检测结果，通过提取所述二值化边缘图像的水平方向直方图和竖直方向直方图，分别确定接触网起始点坐标和所述受电弓上缘的起始点坐标；根据所述接触网起始点坐标以及所述受电弓上缘的起始点坐标，通过曲线拟合分别确定所述接触网的拟合曲线以及所述受电弓上缘的拟合曲线；计算所述接触网的拟合曲线以及所述受电弓上缘的拟合曲线的交点位置坐标，确定所述受电弓与所述接触网的交点位置坐标。可选的，在对所述受电弓监测图像进行边缘检测处理，得到二值化边缘图像后，所述方法还包括：对所述二值化边缘图像进行透视变换处理；所述根据所述接触网起始点坐标以及所述受电弓上缘的起始点坐标，通过曲线拟合分别确定所述接触网的拟合曲线以及所述受电弓上缘的拟合曲线，包括：根据所述接触网起始点坐标以及所述受电弓上缘的起始点坐标，通过曲线拟合分别确定所述接触网的拟合曲线参数以及所述受电弓上缘的拟合曲线参数；对所述二值化边缘图像进行透视反变换处理；根据所述接触网的拟合曲线参数以及所述受电弓上缘的拟合曲线参数，从所述二值化边缘图像中确定出所述接触网的拟合曲线以及所述受电弓上缘的拟合曲线。可选的，所述根据所述受电弓检测结果，通过提取所述二值化边缘图像的水平方向直方图和竖直方向直方图，分别确定接触网起始点坐标和所述受电弓上缘的起始点坐标，包括：从所述二值化边缘图像中，选取以所述二值化边缘图像的上边缘为图像边缘的、设定大小的第一图像区域；提取所述第一图像区域的水平方向直方图，并根据所述水平方向直方图确定接触网起始点坐标；以及，根据所述受电弓检测结果，从所述二值化边缘图像中，选取包含所述受电弓的、设定大小的第二图像区域；提取所述第二图像区域的竖直方向直方图，并根据所述竖直方向直方图确定所述受电弓上缘的起始点坐标。可选的，所述根据所述受电弓与接触网的交点位置坐标，对所述受电弓监测图像进行电火花检测，确定所述受电弓与所述接触网之间是否存在电火花，包括：从所述受电弓监测图像中，选取包含所述受电弓与接触网的交点位置坐标的、设定大小的第三图像区域；将所述第三图像区域的色彩空间转换为YcbCr色彩空间；从所述第三图像区域的像素点中，检测Y通道值大于预设的Y通道阈值的像素点；如果检测到Y通道值大于预设的Y通道阈值的像素点，则确定该像素点为电火花像素点；当检测到的电火花像素点的数量与所述第三图像区域的像素点数量的比值达到设定的比值阈值时，确定所述受电弓与所述接触网之间存在电火花。可选的，当所述受电弓监测图像为至少两幅受电弓监测图像时，在根据各幅受电弓监测图像分别确定受电弓与接触网之间是否存在电火花后，所述方法还包括：统计确定受电弓与接触网之间的电火花产生率。可选的，所述方法还包括：归纳并输出所述受电弓检测结果、所述异物检测结果、所述弓网关系故障检测结果，以及所述受电弓与所述接触网之间是否存在电火花的检测结果。一种受电弓状态检测装置，包括：图像获取单元，用于获取受电弓监测图像；受电弓及异物检测单元，用于利用预先训练的受电弓及异物检测模型，从所述受电弓监测图像中检测受电弓，以及检测受电弓区域是否存在异物，得到受电弓检测结果以及异物检测结果；其中，所述受电弓及异物检测模型至少通过从受电弓监测图像中检测受电弓及异物进行训练，并且经过优化加速处理得到；交点位置检测单元，用于根据所述受电弓检测结果，从所述受电弓监测图像中，检测受电弓与接触网的交点位置坐标；电火花检测单元，用于根据所述受电弓与接触网的交点位置坐标，对所述受电弓监测图像进行电火花检测，确定所述受电弓与所述接触网之间是否存在电火花。本申请上述技术方案通过预先构建的受电弓及异物检测模型，从受电弓监测图像中检测受电弓及检测受电弓区域是否存在异物，实现受电弓异物检测。进一步的，基于受电弓检测结果，确定受电弓与接触网交点位置坐标，根据该交点位置坐标对受电弓监测图像进行电火花检测，确定受电弓与接触网之间是否存在电火花。上述技术方案基于受电弓监测图像实现了受电弓区域异物及电火花检测，采用该方案可以使得基于受电弓监测图像对受电弓的状态检测更全面。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是本申请实施例提出的一种受电弓状态监测方法的流程示意图；图2(a)-图2(c)是本申请实施例提供的对图像进行增强处理的示意图像；图3(a)-图3(c)是本申请实施例提供的对弱光图像进行增强处理的示意图像；图4是本申请实施例提供的另一种受电弓状态监测方法的流程示意图；图5(a)-图5(b)是本申请实施例提供的将受电弓监测图像转换为二值化边缘图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种受电弓状态检测方法，其特征在于，包括：/n获取受电弓监测图像；/n利用预先训练的受电弓及异物检测模型，从所述受电弓监测图像中检测受电弓，以及检测受电弓区域是否存在异物，得到受电弓检测结果以及异物检测结果；其中，所述受电弓及异物检测模型至少通过从受电弓监测图像中检测受电弓及异物进行训练，并且经过优化加速处理得到；/n根据所述受电弓检测结果，从所述受电弓监测图像中，检测受电弓与接触网的交点位置坐标；/n根据所述受电弓与接触网的交点位置坐标，对所述受电弓监测图像进行电火花检测，确定所述受电弓与所述接触网之间是否存在电火花。/n

【技术特征摘要】
1.一种受电弓状态检测方法，其特征在于，包括：
获取受电弓监测图像；
利用预先训练的受电弓及异物检测模型，从所述受电弓监测图像中检测受电弓，以及检测受电弓区域是否存在异物，得到受电弓检测结果以及异物检测结果；其中，所述受电弓及异物检测模型至少通过从受电弓监测图像中检测受电弓及异物进行训练，并且经过优化加速处理得到；
根据所述受电弓检测结果，从所述受电弓监测图像中，检测受电弓与接触网的交点位置坐标；
根据所述受电弓与接触网的交点位置坐标，对所述受电弓监测图像进行电火花检测，确定所述受电弓与所述接触网之间是否存在电火花。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在检测确定受电弓与接触网的交点位置坐标后，所述方法还包括：
根据所述受电弓与接触网的交点位置坐标，判断是否发生弓网关系故障，得到弓网关系故障检测结果。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取受电弓监测图像后，所述方法还包括：
利用预设的弱光图像增强算法对所述受电弓监测图像进行图像增强处理。


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检测结果，从所述受电弓监测图像中，检测受电弓与接触网的交点位置坐标，包括：
对所述受电弓监测图像进行边缘检测处理，得到二值化边缘图像；
根据所述受电弓检测结果，通过提取所述二值化边缘图像的水平方向直方图和竖直方向直方图，分别确定接触网起始点坐标和所述受电弓上缘的起始点坐标；
根据所述接触网起始点坐标以及所述受电弓上缘的起始点坐标，通过曲线拟合分别确定所述接触网的拟合曲线以及所述受电弓上缘的拟合曲线；
计算所述接触网的拟合曲线以及所述受电弓上缘的拟合曲线的交点位置坐标，确定所述受电弓与所述接触网的交点位置坐标。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在对所述受电弓监测图像进行边缘检测处理，得到二值化边缘图像后，所述方法还包括：
对所述二值化边缘图像进行透视变换处理；
所述根据所述接触网起始点坐标以及所述受电弓上缘的起始点坐标，通过曲线拟合分别确定所述接触网的拟合曲线以及所述受电弓上缘的拟合曲线，包括：
根据所述接触网起始点坐标以及所述受电弓上缘的起始点坐标，通过曲线拟合分别确定所述接触网的拟合曲线参数以及所述受电弓上缘的拟合曲线参数；
对所述二值化边缘图像进行透视反变换处理；
根据所述接触网的拟合曲线参数以及所述受电弓上缘的拟合曲线参数，从所述二值化边缘图像中确定出所述接触网的拟合曲线以及所述受电弓上缘的拟合曲线。


6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述受电弓检...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘姝君，
申请(专利权)人：上海仁童电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31