一种受电弓滑板的亚像素边缘提取和识别方法技术

本发明专利技术公开了一种受电弓滑板的亚像素边缘提取和识别方法，首先在列车到达固定位置时触发光电传感器使固定好的像机工作，在像机拍摄的受电弓图像中确定滑板的感兴趣区域，然后在区域中添加辅助线，利用基于部分面积作用的亚像素边缘提取算法准确定位图像边缘点，再依据滑板内部边缘线之间以及内部边缘线与外部边缘线之间的约束关系，筛选、更新目标边缘线上的点，进而确定目标边缘线。本发明专利技术排除了外部边缘线的干扰，更加适用于实际情况中更加复杂的边缘提取情况，同时增加了对边缘点的检验约束，进一步提高了边缘提取和识别的精度，并且通过上述方法获得了受电弓上、下边缘线的亚像素特征信息，对受电弓滑板磨耗的在线测量具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种受电弓滑板的亚像素边缘提取和识别方法
本专利技术属于受电弓故障检测
，特别是一种受电弓滑板的亚像素边缘提取和识别方法。
技术介绍
受电弓滑板是电气列车与接触网相接触并从接触网获取电流的重要电气设备。如图1所示为受电弓总成与接触网接触的结构示意图，受电弓滑板与接触线在接触时存在一定的接触压力，二者之间的主要受力点为接触网的下表面与受电弓滑板的上表面。因此，碳系滑板的上表面不可避免的存在滑动磨耗和电气磨耗。为了避免或者减少弓网事故的发生，铁路工作人员需要对受电弓，特别是滑板的磨损情况，进行定期的检修、维护以及更换等工作，确保列车运行时弓网之间能够保持良好的接触状态以及良好的受流状况。因此，研究一种受电弓滑板上下边缘精确提取的检测方法，对列车受电弓滑板检修效率的提高具有重要意义。随着图像处理技术的成熟以及视觉测量技术的快速发展，基于机器视觉的受电弓滑板磨耗检测成为一种行之有效的方法。受电弓滑板结构图如图2所示，由于滑板碳条101与接触线105存在接触磨耗和电气磨耗，通过图像处理和分析，完成复杂环境下滑板的上下边缘的精确提取和识别，是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种受电弓滑板的亚像素边缘提取和识别方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤A、列车经过触发传感器位置时启动触发像机工作，在固定位置拍摄一张受电弓的图像，在图像中确定滑板的感兴趣区域；/n步骤B、在所述步骤A的感兴趣区域中，添加一组单像素竖直辅助线，采用基于部分面积作用的亚像素边缘提取方法求取辅助线与滑板图像的目标边缘线、干扰边缘线的特征信息以及与竖直辅助线相交的交点集合信息，并建立滑板目标边缘的识别模型；/n步骤C、根据滑板图像的内部边缘线之间以及内部边缘线与外部边缘线之间的约束关系，筛选出所述步骤A的交点集合中符合约束条件的交点，将不符合约束条件的交点位置在其所在的辅助线上进行更新，由...

【技术特征摘要】
1.一种受电弓滑板的亚像素边缘提取和识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A、列车经过触发传感器位置时启动触发像机工作，在固定位置拍摄一张受电弓的图像，在图像中确定滑板的感兴趣区域；
步骤B、在所述步骤A的感兴趣区域中，添加一组单像素竖直辅助线，采用基于部分面积作用的亚像素边缘提取方法求取辅助线与滑板图像的目标边缘线、干扰边缘线的特征信息以及与竖直辅助线相交的交点集合信息，并建立滑板目标边缘的识别模型；
步骤C、根据滑板图像的内部边缘线之间以及内部边缘线与外部边缘线之间的约束关系，筛选出所述步骤A的交点集合中符合约束条件的交点，将不符合约束条件的交点位置在其所在的辅助线上进行更新，由符合约束条件的交点和更新的交点共同确定滑板图像的上、下边缘基准线，即要求取的滑板的上、下边缘线。


2.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板的亚像素边缘提取和识别方法，其特征在于，所述步骤B包括：
步骤B1、采用基于部分面积作用的亚像素边缘提取算法准确定位感兴趣区域内的滑板的真实边缘线，包括目标边缘线和干扰边缘线；
步骤B2、在感兴趣区域内添加一组单像素竖直辅助线，通过辅助线的方程，获得所述步骤B1中求取的亚像素边缘线与辅助线相交的所有点的集合其中i表示竖直方向第i条辅助线，j表示第i条辅助线与图像检测出的真实边缘线相交产生的第j个交点，n为感兴趣区域内辅助线的条数，Ni为第i条辅助线与图像真实边缘线相交的交点个数；
步骤B3、与真实提取的亚像素边缘图像相比，通过略去滑板感兴趣区域的底部干扰边缘以及滑板侧面的短边缘，建立滑板目标边缘的识别模型。


3.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板的亚像素边缘提取和识别方法，其特征在于，所述步骤C包括：
步骤C1、根据滑板下边缘线与底面投影边缘线近似平行且厚度一定的约束关系，确定滑板下边缘的基准线；
步骤C2、根据滑板上边缘与下边缘近似平行且厚度一定的约束关系，以及所述步骤C1中确定的下边缘基准线，确定滑板上边缘的基准线。


4.根据权利要求3所述的一种受电弓滑板的亚像素边缘提取和识别方法，其特征在于，所述步骤C1包括：
步骤C11、以滑板的目标下边缘线为下边缘基准线，底面投影边缘线为下边缘参考线，根据滑板的目标下边缘线与底面投影边缘线即下边缘基准线与参考线之间厚度一定且近似平行的约束关系，从第一条辅助线开始搜寻符合约束条件的第一对交点和分别作为滑板下边缘基准线和参考线在第i0条辅助线上的起始点；
步骤C12、按照所述步骤C11中的约束关系搜寻下一条辅助线与下边缘基准线、参考线的交点和根据下边缘基准线与参考线近似平行的约束条件，若满足，则分别是该辅助线上的滑板下边缘基准点和参考点，若不满足，则转到步骤C13，重复步骤C12直到对第i0条之后的所有辅助线都搜寻结束，转到步骤C14；
步骤C13、利用前两条辅助线上的下边缘基准点之间的斜率，在前一条辅助线上的下边缘基准点处进行直线拟合，拟合直线与当前辅助线的交点即为该辅助线上的下边缘基准点利用前两条辅助线上的下边缘参考点之间的斜率，在前一条辅助线上的下边缘参考点处进行直线拟合，拟合直线与当前辅助线的交点即为该辅助线上的下边缘参考点
步骤C14、根据步骤C11、C12、C13求出的所有辅助线上的下边缘基准点集和参考点集即可确定滑板下边缘基准线和参考线


5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：路绳方，陈烨，高阳，刘洋洋，孟琳，焦良葆，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32