一种基于图像处理的定位线夹脱落检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于图像处理的定位线夹脱落检测系统及方法，定位线夹图像采集端采集接触网定位线夹图像，并将定位线夹图像发送至定位线夹图像处理端；定位线夹图像处理端对定位线夹图像进行处理和分析，判断定位线夹是否脱落，若脱落则发出报警；并在定位线夹图像上叠加定位线夹位置信息后，将定位线夹图像进行保存。本发明专利技术采用基于图像处理的方法，可以对定位线夹进行实时定位检测，根据处理结果进行综合分析接触网定位线夹工作情况，为检修提供及时有效数据，及时了解定位线夹状态，防止意外发生，保证行车安全，且大大提高处理速度，节约人力物力，准确率更高。

A detection system and method of location clamp falling off based on image processing

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的定位线夹脱落检测系统及方法
本专利技术涉及接触网定位线夹检测领域，具体涉及一种基于图像处理的定位线夹脱落检测系统及方法。
技术介绍
随着高速重载铁路的不断发展，高速铁路接触网由于接触线及承力索的张力增大，各接触网部件的受力及振动也大大增加，接触网零部件的安全问题尤为突出。接触网是沿着铁路线上空架设的特殊形式的输电线路，通过接触线与受电弓的直接接触为电力机车提供可靠不断的电能。它是电气化铁路的重要设备，由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。为保证电气化铁路的安全运营，接触网悬挂状态检测装置(简称4C系统)着眼于接触网悬挂及其部件的技术状态检测，安装于接触网检测车、作业车或其他专用轨道车辆顶部，对接触网的零部件实施成像检测。在接触网悬挂中，定位线夹连接着接触线和支持装置，承受着弓网最大的冲击力和接触线张力，是最重要也是最薄弱的零部件，实际运营中多次发生松动、脱落等故障，其严重故障甚至可能造成接触线脱落引发弓网事故。现有的接触网定位线夹脱落检测方法主要为人工线路巡查和人工查看4C系统得到的高清图像。传统的人工巡检方法工作量大，而且只能在非常有限的天窗时间内进行，难以满足大量高速铁路接触网高效检修维护的需要。人工查看4C系统检测方法由于接触网悬挂结构多变且缺陷种类多，技术人员面对单张图像需要观察多处不同类型故障，导致工作效率难以提高。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种基于图像处理的定位线夹脱落检测系统及方法，可自动检测定位线夹是否脱落，检测到脱落时及时报警。本专利技术的技术方案是：一种基于图像处理的定位线夹脱落检测系统，包括：定位线夹图像采集端：采集接触网定位线夹图像，并将定位线夹图像发送至定位线夹图像处理端；定位线夹图像处理端：对定位线夹图像进行处理和分析，判断定位线夹是否脱落，若脱落则发出报警；并在定位线夹图像上叠加定位线夹位置信息后，将定位线夹图像进行保存。进一步地，定位线夹图像采集端包括：触发单元：发送图像采集触发命令至图像采集单元；图像采集单元：接收到图像采集触发命令时，拍摄定位线夹图像，并将定位线夹图像发送至定位线夹图像处理端。进一步地，定位线夹图像采集端还包括补光单元；所述触发单元发出图像采集触发命令时，同时发送补光触发命令至补光单元；所述补光单元：接收到补光触发命令时，为图像采集单元提供光照补偿。进一步地，定位线夹图像采集端还包括：电源单元：为触发单元、图像采集单元、补光单元供电。进一步地，定位线夹图像处理端包括：定位线夹检测单元：接收定位线夹图像并处理和分析，若判断定位线夹脱落，则发送报警信息至故障报警单元；并在定位线夹图像上叠加定位线夹位置信息，将叠加信息后到定位线夹图像发送至图像存储单元；故障报警单元：接收到报警信息后发出报警；图像存储单元：保存叠加了相关信息的定位线夹图像。进一步地，所述定位线夹检测单元还从机车系统单元获取机车运行位置、速度信息其中机车运行位置作为定位线夹位置信息叠加在定位线夹图像上，且定位线夹检测单元同时将机车运行速度叠加在定位线夹图像上。进一步地，该系统还包括：信息显示单元：向图像存储单元发送查看命令，接收并显示图像存储单元经无线通信单元发送来的定位线夹图像；无线通信单元：供图像存储单元将所存储的定位线夹图像无线发送至信息显示单元。本专利技术的技术方案还包括一种基于图像处理的定位线夹脱落检测方法，包括：S1，机车在运行过程中，触发单元根据机车运行速度向图像采集单元发送图像采集触发命令，同时向补光单元发送补光触发命令；S2，图像采集单元接收到图像采集触发命令后拍摄定位线夹图像，并将定位线夹图像发送至定位线夹检测单元；补光单元接收到补光触发命令后，为图像采集单元提供光照补偿；S3，定位线夹检测单元接收到定位线夹图像后，利用定位线夹脱落检测算法对定位线夹图像进行处理，根据处理结果判定定位线夹是否脱落，若脱落则向故障报警单元发送报警信息，由故障报警单元进行报警；定位线夹检测单元同时从机车系统单元获取机车运行位置、速度信息；其中将机车运行位置作为定位线夹位置信息叠加在定位线夹图像上，且同时将机车运行速度叠加在定位线夹图像上；S4，信息显示单元发送查看命令至图像存储单元，图像存储单元接收到查看命令后将所存储的定位线夹图像由无线通信单元发送至信息显示单元进行显示。进一步地，步骤S3中定位线夹检测单元利用定位线夹脱落检测算法对定位线夹图像进行处理，具体包括以下步骤：S3-1，对定位线夹图像进行预处理，得到定位线夹的骨架图像；S3-2，对定位线夹的骨架图像进行直线分割，得到宽度为1个像素，长度为d的直线连接而成的骨架图像，以及每条直线的初始和终止行列坐标；S3-3，根据直线的初始和终止行列坐标，得到直线交点，如果没有交点，则说明图像采集单元拍摄的图像不包含定位线夹，或者定位线夹脱落；如果有交点，在交点处，以r为半径画圆，如果圆与骨架图像有交点，且交点个数大于2个，则说明定位线夹正常，没有脱落；否则，则说明定位线夹脱落。进一步地，步骤S3-1具体包括以下步骤：S3-1-1：色度空间转换，将彩色图像转成成灰度图像；S3-1-2：高斯滤波，利用高斯滤波去掉图像中的噪声，平滑图像；S3-1-3：图像增强，增强图像对比度；S3-1-4：ROI区域选取，在增强图像中进行ROI区域选取，得到定位线夹区域；S3-1-5：图像分割，采用阈值分割算法，对定位线夹区域进行分割，大于阈值的像素值置为0，小于阈值的像素值置为255；S3-1-6：图像形态学处理，对分割图像分别进行腐蚀、膨胀、闭运算形态学处理；S3-1-7：目标区域选取，根据需求选取面积在30000至999999之间的区域，即为待检测的定位线夹目标区域；S3-1-8：图像骨架提取，针对定位线夹目标区域提取定位线夹的骨架图像。本专利技术提供的基于图像处理的定位线夹脱落检测系统及方法，采用基于图像处理的方法，可以对定位线夹进行实时定位检测，根据处理结果进行综合分析接触网定位线夹工作情况，为检修提供及时有效数据，及时了解定位线夹状态，防止意外发生，保证行车安全，且大大提高处理速度，节约人力物力，准确率更高。附图说明图1是本专利技术具体实施例一原理结构示意框图。图2是本专利技术具体实施例二定位线夹脱落检测算法方法流程示意图。图3是本专利技术具体实施例二定位线夹脱落检测算法的图像预处理方法流程示意图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施例对本专利技术进行详细阐述，以下实施例是对本专利技术的解释，而本专利技术并不局限于以下实施方式。实施例一本实施例提供一种基于图像处理的定位线夹脱落检测系统，包括定位线夹图像采集端和定位线夹图像处理端，定位线夹图像采集端拍摄定位线夹图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像处理的定位线夹脱落检测系统，其特征在于，包括：/n定位线夹图像采集端：采集接触网定位线夹图像，并将定位线夹图像发送至定位线夹图像处理端；/n定位线夹图像处理端：对定位线夹图像进行处理和分析，判断定位线夹是否脱落，若脱落则发出报警；并在定位线夹图像上叠加定位线夹位置信息后，将定位线夹图像进行保存。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的定位线夹脱落检测系统，其特征在于，包括：
定位线夹图像采集端：采集接触网定位线夹图像，并将定位线夹图像发送至定位线夹图像处理端；
定位线夹图像处理端：对定位线夹图像进行处理和分析，判断定位线夹是否脱落，若脱落则发出报警；并在定位线夹图像上叠加定位线夹位置信息后，将定位线夹图像进行保存。


2.根据权利要求1所述的基于图像处理的定位线夹脱落检测系统，其特征在于，定位线夹图像采集端包括：
触发单元：发送图像采集触发命令至图像采集单元；
图像采集单元：接收到图像采集触发命令时，拍摄定位线夹图像，并将定位线夹图像发送至定位线夹图像处理端。


3.根据权利要求2所述的基于图像处理的定位线夹脱落检测系统，其特征在于，定位线夹图像采集端还包括补光单元；
所述触发单元发出图像采集触发命令时，同时发送补光触发命令至补光单元；
所述补光单元：接收到补光触发命令时，为图像采集单元提供光照补偿。


4.根据权利要求3所述的基于图像处理的定位线夹脱落检测系统，其特征在于，定位线夹图像采集端还包括：
电源单元：为触发单元、图像采集单元、补光单元供电。


5.根据权利要求1-4任一项所述的基于图像处理的定位线夹脱落检测系统，其特征在于，定位线夹图像处理端包括：
定位线夹检测单元：接收定位线夹图像并处理和分析，若判断定位线夹脱落，则发送报警信息至故障报警单元；并在定位线夹图像上叠加定位线夹位置信息，将叠加信息后到定位线夹图像发送至图像存储单元；
故障报警单元：接收到报警信息后发出报警；
图像存储单元：保存叠加了相关信息的定位线夹图像。


6.根据权利要求5所述的基于图像处理的定位线夹脱落检测系统，其特征在于，
所述定位线夹检测单元还从机车系统单元获取机车运行位置、速度信息，根据机车运行位置获得定位线夹位置，且在叠加定位线夹位置信息的同时将机车运行位置、速度信息叠加到定位线夹图像上。


7.根据权利要求6所述的基于图像处理的定位线夹脱落检测系统，其特征在于，该系统还包括：
信息显示单元：向图像存储单元发送查看命令，接收并显示图像存储单元经无线通信单元发送来的定位线夹图像；
无线通信单元：供图像存储单元将所存储的定位线夹图像无线发送至信息显示单元。


8.一种基于图像处理的定位线夹脱落检测方法，其特征在于，包括：
S1，机车在运行过程中，触发单元根据机车运行速度向图像采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈广辉，张燕，陈峰，李旭辉，焉保卿，杨玉宽，赵明建，
申请(专利权)人：山东万腾智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37