一种受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法技术

本发明专利技术公开了一种受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法，包括：S1、在受电弓上进行标记点标注；S2、通过数据采集设备对受电弓上的标记点进行实时监测；S3、通过对监测的数据进行分析，获取受电弓升降弓时间及弓头位移曲线信息，实现自动检测。本发明专利技术提供的受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法，通过在现有的受电弓上增加标记点，并通过机器视觉算法对标记点的进行实时监测，获得受电弓升降弓的时间和弓头位移曲线信息，达到实时检测受电弓升降弓状态的目的，进而防止由于受电弓结构故障而造成巨大损失。

【技术实现步骤摘要】
一种受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法
本专利技术属于升降弓监测
，具体涉及一种受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法。
技术介绍
伴随着我国轨道交通领域的蓬勃发展，日常运行的各类轨道交通列车也越来越多，因此对于轨道列车受电弓的状态检测也越来越重要，而受电弓的升降弓时间以及弓头位移曲线是衡量受电弓状态的重要参数，所以有必要实时监测受电弓的升降弓时间以及弓头位移曲线，当受电弓升降弓状态异常时及时报警，防止造成重大损失。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供的受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法解决了现有的技术中没有及时获取受电弓升降弓时间及弓头位移曲线信息以致造成重大损失的问题。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法，包括以下步骤：S1、在受电弓上进行标记点标注；S2、通过数据采集设备对受电弓上的标记点进行实时监测；S3、通过对监测的数据进行分析，获取受电弓升降弓时间及弓头位移曲线信息，实现自动检测。进一步地，所述步骤S1中的标记点标注于受电弓弓头顶杆处以及受电弓上框架与下框架连接转轴处，且所述标记点采用具有显著性的颜色及形状进行标记。进一步地，所述步骤S2中的数据采集设备包括相互通信连接的高速工业相机和数据存储器；所述高速工业相机设置于受电弓所在列车车顶且位于受电弓的正前方或正后方，能准确采集受电弓上标记点移动信息的位置处，用于采集标记点对应的图像数据；所述数据存储器设置于列车内部，用于存储采集的图像数据。进一步地，所述步骤S3具体为：基于机器视觉算法，当数据存储器中存储的标记点的图像数据表示的弓头垂向位置超过设定阈值时，根据超过设定阈值的时间点确定受电弓升降弓时间及弓头位移曲线。进一步地，所述步骤S3中，确定受电弓升降弓时间的方法具体为：A2、将受电弓标记点区域图像作为模板图像，并将其与实时获取的源图像进行标记点的目标跟踪和特征提取，确定两个图像中的最大相关区域，进而确定出源图像中的标记点位置；A3、根据标记点位置，确定受电弓标记点的垂向位移数据，并结合高速工业相机采集标记点时的频率数据，确定出受电弓升降弓时间。进一步地，所述步骤S3中，确定受电弓升降弓弓头位移曲线的方法具体为：基于源图像中两个标记点的垂向位置信息a和e，结合受电弓的上框架长度c和下框架长度d，计算出受电弓标记点的位置(x1,y1)、(x2,y2)，进而确定出受电弓升降弓弓头位移曲线。进一步地，所述步骤A2中，将模板图像和源图像进行对比时，通过计算误差平方和测度来确定两个图像中的最大相关区域；其中，使用模板图像和源图像的归一化互相关作为误差平方和测度，其具体计算公式为：式中，t(j,k)为J×K的模板图像，f(x,y)为m×n的源图像。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法，通过在现有的受电弓上增加标记点，并通过机器视觉算法对标记点的进行实时监测，获得受电弓升降弓的时间和弓头位移曲线信息，达到实时检测受电弓状态的目的，进而防止由于受电弓运动异常而造成巨大损失。附图说明图1为本专利技术提供的受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法流程图。图2为本专利技术提供的高速工业相机和标记点设置示意图。图3为本专利技术提供的受电弓升降弓弓头位移曲线确定示意图。图4为本专利技术提供的模板图像和源图像匹配示意图。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。如图1所示，一种受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法，包括以下步骤：S1、在受电弓上进行标记点标注；S2、通过数据采集设备对受电弓上的标记点进行实时监测；S3、通过对监测的数据进行分析，获取受电弓升降弓时间及弓头位移曲线信息，实现自动检测。如图2所示，本实施例的步骤S1中的标记点标注于受电弓弓头顶杆以及受电弓上框架与下框架连接转轴处，且所述标记点采用具有显著性的颜色及形状进行标记，以便数据采集设备能够准确的采集标记点的相关图像。本实施例的步骤S2中的数据采集设备包括相互通信连接的高速工业相机和数据存储器；所述高速工业相机设置于受电弓所在列车车顶且位于受电弓的正前方或正后方，能准确采集受电弓上标记点移动信息的位置处，用于采集标记点对应的图像数据；所述数据存储器设置于列车内部，用于存储采集的图像数据。在上述安装方法中，如图2所示，将高速工业相机固定于车顶特殊位置，由于不与受电弓发生接触，因而不会造成安全隐患，高速工业相机采用多芯数据连接线与数据存储器连接，采集数据的同时为高速工业相机供电。本实施例的步骤S3具体为：基于机器视觉算法，当数据存储器中存储的标记点的图像数据表示的弓头垂向位置超过设定阈值时，根据超过设定阈值的时间点确定受电弓升降弓时间及弓头位移曲线。上述确定受电弓升降弓时间的方法具体为：A1、获取超过设定阈值的时间点对应的高速工业相机采集的受电弓图像，作为源图像；A2、将受电弓标记点区域图像作为模板图像，并将其与实时获取的源图像进行标记点的目标跟踪和特征提取，确定两个图像中的最大相关区域，进而确定出源图像中的标记点位置；A3、根据标记点位置，确定受电弓标记点的垂向位移数据，并结合高速工业相机采集标记点时的频率数据，确定出受电弓升降弓时间。基于上述机器视觉算法，确定受电弓升降弓弓头位移曲线的方法具体为：如图3所示，基于源图像中两个标记点的垂向位置信息a和e，结合受电弓的上框架长度c和下框架长度d，计算出受电弓标记点的位置(x1,y1)、(x2,y2)，进而确定出受电弓升降弓弓头位移曲线。上述步骤A2中，将模板图像和源图像进行对比时，通过计算误差平方和测度来确定两个图像中的最大相关区域；具体地，本实施例中采用非接触式的机器视觉算法，基于改进的模板匹配(Templatematching)策略识别标记点，设t(j,k)为J×K的模板图像，f(x,y)为m×n的源图像，则误差平方和测度的定义为：上式展开得：令：其中，DS(x,y)为源图像中与模板对应区域的能量，它与像素位置(x,y)有关，但随像素位置(x,y)的变化，DS(x,y)变化缓慢；DST(x,y)模板与源图像对应区域互相关，它随像素位置(x,y)的变化而变化，当模板图像t(j,k)和源图像中对应区域相匹配时取最大值，DT(x,y)为模板图像的能量，它与图像像素位置(x,y)无关，只本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、在受电弓上进行标记点标注；/nS2、通过数据采集设备对受电弓上的标记点进行实时监测；/nS3、通过对监测的数据进行分析，获取受电弓升降弓时间及弓头位移曲线信息，实现自动检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在受电弓上进行标记点标注；
S2、通过数据采集设备对受电弓上的标记点进行实时监测；
S3、通过对监测的数据进行分析，获取受电弓升降弓时间及弓头位移曲线信息，实现自动检测。


2.根据权利要求1所述的受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法，其特征在于，所述步骤S1中的标记点标注于受电弓弓头顶杆以及受电弓上框架与下框架连接转轴处，且所述标记点采用具有显著性的颜色及形状进行标记。


3.根据权利要求1所述的受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法，其特征在于，所述步骤S2中的数据采集设备包括相互通信连接的高速工业相机和数据存储器；
所述高速工业相机设置于受电弓所在列车车顶且位于受电弓的正前方或正后方，能准确采集受电弓上标记点移动信息的位置处，用于采集标记点对应的图像数据；
所述数据存储器设置于列车内部，用于存储采集的图像数据。


4.根据权利要求3所述的受电弓升降弓时间及弓头位移曲线自动检测方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：
基于机器视觉算法，当数据存储器中存储的标记点的图像数据表示的弓头垂向位置超过设定阈值时，根据超过设定阈值的时间点确定受电弓升降弓时间及弓头位移曲线。


5.根据权利要求4所述的受...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宁，张欣，王俊东，张卫华，程尧，唐勇，郑伟，
申请(专利权)人：西南交通大学，成自铁路有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51