本发明专利技术公开了一种轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统，旨在解决轴端接地装置综合性能测试试验电流谱时间序列快速生成的问题。轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法主要包括电流谱图像灰度化、高斯滤波器平滑电流谱图像、一阶偏导有限差分计算梯度幅值、双阈值算法检测、连接电流谱边缘等步骤。轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建系统主要包括电流传感器(2)、数采系统(3)、计算机(4)、恒流源(5)与轴端接地装置综合性能试验台(6)。提供了一种可用于轴端接地装置综合性能试验台电流谱快速生成的、性能稳定的轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统。地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统。地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统。
【技术实现步骤摘要】
轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统
[0001]本专利技术涉及一种性能检测试验台的信号生成方法及设备，更具体的说，它是一种轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统。
技术介绍
[0002]随着我国经济的迅猛发展，高速轨道车辆的车速不断提升，对高速动车组各个组成部分的性能要求也越来越高。轴端接地装置是高速轨道车辆动力系统的重要组成部件。车速的提升加大了轮对两端的轴端接地装置的摩擦盘与轴端接地装置电刷壳的碳刷之间的摩擦，这对轨道车辆的运行安全产生了严重的影响。因此，轴端接地装置的使用性能与寿命检测对于高速动车的安全运行具有极为重要的意义。轴端接地装置中流过的电流对轴端接地装置的使用寿命影响显著，因此需要通过实车实验获得线路状态的电流谱，并将电流谱输入高速动车轴承稳态加载与轴端接地通电性能与寿命试验台(公开号：CN109946073A)并复现电流谱，针对该问题提出了一种轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统。
技术实现思路
[0003]本专利技术针对探究电流对轴端接地装置的使用性能与寿命的影响，提出了一种轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法与系统。通过电流传感器及数采系统采集在实际线路上运行的动车的轴端接地装置通过的电流谱，利用图像处理方法和计算机处理实际电流谱，再将处理完后的电流谱发送给恒流源，恒流源根据计算机的命令输出相应电流给轴端接地装置综合性能试验台上的轴端接地装置并由另一端的轴端接地装置回流到恒流源，完成电流谱的重建。
[0004]结合说明书附图，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0005]轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法的具体步骤如下：
[0006]第一步：电流谱图像灰度化：
[0007]把计算机获得电流谱图像变成灰度图像，灰度化采用的公式为
[0008]Gray＝0.299R+0.587G+0.114B
[0009]其中，Gray表示某个图像像素点灰度化后的灰度值，R、G、B分别表示图像像素点灰度化前的红色、绿色、蓝色通道数值；
[0010]第二步：用高斯滤波器平滑电流谱图像：
[0011]对电流谱图像进行高斯滤波，利用二维高斯函数
[0012][0013]对图像进行卷积运算，其中x，y是图像像素点的坐标值，σ2为高斯分布方差；
[0014]第三步：用一阶偏导有限差分计算梯度幅值和方向：
[0015]利用的边缘差分算子计算水平和垂直方向的差分g
x
和g
y
计算梯度模和方向
[0016]g＝(g
x2
+g
y2
)
1/2
[0017]其中，g为梯度的模；
[0018]第四步：双阈值算法检测：
[0019]利用一个高阈值和一个低阈值来区分边缘像素，如果电流谱图像边缘像素点梯度值大于高阈值，则被认为是强边缘点，如果边缘梯度值小于高阈值，大于低阈值，则标记为弱边缘点，小于低阈值的点则被删除；
[0020]第五步：连接电流谱边缘：
[0021]经过双阈值算法检测后留下的强边缘点认为是真的边缘，若弱边缘点和强边缘点是连通的，则保留该弱边缘点，这些电流谱边缘点即为输入恒流源的电流谱。
[0022]轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法的轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建系统包括有电流传感器、数采系统、计算机、恒流源与轴端接地装置综合性能试验台；
[0023]电流传感器与实车实验中的轴端接地装置连接并采集流过轴端接地装置的实际电流谱，数采系统与电流传感器连接并将采集的实验电流谱传给计算机，计算机与恒流源连接并处理电流谱为时间序列，恒流源与轴端接地装置综合性能试验台连接；
[0024]技术方案中所述的数采系统为可以采集数据的电子系统；
[0025]技术方案中所述的恒流源为可以产生可控电流的电子系统。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027]高速动车组在行驶时，通过电流传感器采集的轴端接地装置的电流谱形状轮廓通常时不规律的，电流谱数据量巨大，无法用一个简单的表达式来复现电流谱，故利用图像处理技术将原有的不规则的电流谱图像处理成简单的电流-时间序列，完成电流谱的重建，具有高效便捷的优点。
附图说明
[0028]图1是轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建系统的结构图；
[0029]图2是轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法的流程图；
[0030]图中：1.轴端接地装置，2.电流传感器，3.数采系统，4.计算机，5.恒流源，6.轴端接地装置综合性能试验台。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术作进一步的详细描述：
[0032]参阅图2，轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法可分为以下五步：
[0033]第一步：电流谱图像灰度化：
[0034]把计算机4获得电流谱图像变成灰度图像，灰度化采用的公式为
[0035]Gray＝0.299R+0.587G+0.114B
[0036]其中，Gray表示某个图像像素点灰度化后的灰度值，R、G、B分别表示图像像素点灰度化前的红色、绿色、蓝色通道数值；
[0037]第二步：用高斯滤波器平滑电流谱图像：
[0038]对电流谱图像进行高斯滤波，利用二维高斯函数
[0039][0040]对图像进行卷积运算，其中x，y是图像像素点的坐标值，σ2为高斯分布方差；
[0041]第三步：用一阶偏导有限差分计算梯度幅值和方向：
[0042]利用的边缘差分算子计算水平和垂直方向的差分g
x
和g
y
计算梯度模和方向
[0043]g＝(g
x2
+g
y2
)
1/2
[0044]其中，g为梯度的模；
[0045]第四步：双阈值算法检测：
[0046]利用一个高阈值和一个低阈值来区分边缘像素，如果电流谱图像边缘像素点梯度值大于高阈值，则被认为是强边缘点，如果边缘梯度值小于高阈值，大于低阈值，则标记为弱边缘点，小于低阈值的点则被删除；
[0047]第五步：连接电流谱边缘：
[0048]经过双阈值算法检测后留下的强边缘点认为是真的边缘，若弱边缘点和强边缘点是连通的，则保留该弱边缘点，这些电流谱边缘点即为输入恒流源5的电流谱。
[0049]参阅图1，轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建系统包括有电流传感器2、数采系统3、计算机4、恒流源5与轴端接地装置综合性能试验台6；
[0050]电流传感器2与实车实验中的轴端接地装置1连接并采集流过轴端接地装置1的实际电流谱，数采系统3为可以采集数据的电子系统，数采系统3与电流传感器2连接并将采集的实验电流谱传给计算机4，恒流源5为可以产生可控电流的电子系统，计算机4与恒流源5连接并处理电流谱为时间序列，恒流源5与轴端接地装置综本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法，其特征在于，所述的轴端接地装置综合性能试验台电流谱重建方法，具体步骤如下：第一步：电流谱图像灰度化：把计算机(4)获得电流谱图像变成灰度图像，灰度化采用的公式为Gray＝0.299R+0.587G+0.114B其中，Gray表示某个图像像素点灰度化后的灰度值，R、G、B分别表示图像像素点灰度化前的红色、绿色、蓝色通道数值；第二步：用高斯滤波器平滑电流谱图像：对电流谱图像进行高斯滤波，利用二维高斯函数对图像进行卷积运算，其中x，y是图像像素点的坐标值，σ2为高斯分布方差；第三步：用一阶偏导有限差分计算梯度幅值：利用的边缘差分算子计算水平和垂直方向的差分g
x
和g
y
计算梯度模和方向g＝(g
x2
+g
y2
)
1/2
其中，g为梯度的模；第四步：双阈值算法检测：利用一个高阈值和一个低阈值来区分边缘像素，如果电流谱图像边缘像素点梯度值大于高阈值，则被认为是强边缘点，如果边缘梯度值小于高阈值，大于低阈值...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐观，贺微，苏建，李晓韬，刘玉梅，陈熔，张立斌，林慧英，戴建国，单红梅，朱尧平，陈芳，沈慧，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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