本发明专利技术公开了一种刚性接触网定位线夹卡滞检测方法、装置、计算机设备和存储介质，涉及接触网图像智能识别领域。本发明专利技术对待检测定位线夹图像依次进行图像增强、图像边缘分割、霍夫变换检测直线、直线筛选及合并和直线灰度差分，得到汇流排方向直线，根据汇流排方向直线截取出条状区域图像，对截取出的区域图像进行旋转和裁剪，得到最终候选条状图像，对最终候选条状图像进行二值化和连通域提取，提取出定位线夹区域，基于定位线夹边界与汇流排方向进行夹角计算，根据夹角计算结果判断定位线夹是否卡滞。本发明专利技术识别速度快、识别准确度高，单张图片毫秒级识别，可实现全流程自动化识别检测。测。测。
【技术实现步骤摘要】
刚性接触网定位线夹卡滞检测方法、装置、计算机设备和存储介质
[0001]本专利技术涉及轨道交通接触网图像智能识别
，更具体地说涉及一种刚性接触网定位线夹卡滞检测方法、装置、计算机设备和存储介质。
技术介绍
[0002]目前，在全国很多城市轨道交通的建设和运营过程中，都普遍使用架空刚性接触网为列车供电。刚性悬挂接触网主要有汇流排、接触线、绝缘原件和悬挂装置组成，而复合刚性悬挂汇流排定位线夹作为接触网的悬挂装置起着至关重要的作用。实际运营中，定位线夹多次发生松动、卡滞、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。
[0003]国家知识产权局于2020年6月23日，公开了一件公开号为CN111325147A，名称为“一种基于图像处理的定位线夹脱落检测系统及方法”，该专利技术专利，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。
[0004]上述现有技术仅能对定位线夹脱落故障进行检测，无法从未脱落的定位线夹中检测出定位线夹是否发生卡滞故障。目前对于定位线夹卡滞故障的检测，仍限制在后期人工查看定位线夹高清图像的阶段，人工对接触网悬挂部件中的定位线夹的卡滞故障识别，工作量大、识别效率低。
技术实现思路
[0005]为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本专利技术提供了一种刚性接触网定位线夹卡滞检测方法、装置、计算机设备和存储介质，本专利技术的专利技术目的在于解决上述人工识别定位线夹卡滞故障，工作量大，识别效率低的问题。本专利技术对待检测定位线夹图像依次进行图像增强、图像边缘分割、霍夫变换检测直线、直线筛选及合并和直线灰度差分，得到汇流排方向直线，根据汇流排方向直线截取出条状区域图像，对截取出的区域图像进行旋转和裁剪，得到最终候选条状图像，对最终候选条状图像进行二值化和连通域提取，提取出定位线夹区域，基于定位线夹边界与汇流排方向进行夹角计算，根据夹角计算结果判断定位线夹是否卡滞。本专利技术识别速度快、识别准确度高，单张图片可达毫秒级速度，识别准确率在85％以上，可实现全流程的自动化识别检测。
[0006]为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术是通过下述技术方案实现的：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种刚性接触网定位线夹卡滞检测方法，该方法包括以下步骤：
[0008]S1、获取待检测图像，所述待检测图像包括定位线夹和汇流排；
[0009]S2、对待检测图像依次进行直方图均衡化、图像边缘分割、霍夫变换直线检测、直
线筛选及合并和直线灰度差分，得到汇流排方向直线；
[0010]S3、根据汇流排方向直线截取候选条状区域图像；
[0011]S4、对候选条状区域图像进行旋转和裁剪，得到最终候选条状图像；
[0012]S5、对最终候选条状图像进行二值化处理和连通域提取，提取出定位线夹区域；
[0013]S6、根据定位线夹区域提取出定位线夹边界直线，基于定位线夹边界直线与汇流排方向进行夹角计算，若夹角大于设定阈值，则代表该定位线夹存在卡滞故障。
[0014]所述S2步骤中，直方图均衡化的离散形式公式如下：
[0015]其中，T(r
k
)为灰度r
k
图像均衡化变换，MN为图像像素总数，L是图像的灰度级数量，n
j
为灰度为r
k
的像素个数。
[0016]S2步骤中，图像边缘分割，具体是指，对直方图均衡化处理后的图像先进行二值化处理，再进行canny算子的边缘检测，得到图像边缘；所述霍夫变换直线检测是基于该图像边缘进行霍夫变换的直线检测。
[0017]S2步骤中，通过霍夫变换直线检测得到图像中直线后，对直线进行筛选和合并，具体为，将不符合常规汇流排方向和长度过短的直线进行剔除，再将剩余直线中方向相近的直线进行合并。
[0018]所述直线灰度差分，具体是指：计算合并后直线两侧区间灰度的和的差分值，最终确定汇流排的边缘直线，从而得到汇流排方向直线；
[0019]灰度差分的公式如下：
[0020]其中，G
DIFF
(x,y)为图像(x,y)处的灰度差分值，N为计算区间，g(x,y)为像素点(x,y)的灰度值，j为计算区间内求和项序号，abs为绝对值函数。
[0021]所述S4步骤中，对候选条状区域图像进行透视变换，旋转至汇流排为竖直方向；所述透视变换公式如下：
[0022]其中(u,v)为原始图像像素坐标，w为图像的z轴坐标，图像为二维图像，w＝1，变换后的图像坐标需除以w`求得，即(x＝x`/w`,y＝y`/w`)为变换之后的图像像素坐标；
[0023]表示图像线性变换；
[0024]T2＝[a
13 a
23
]T
用于产生图像透视变换；
[0025]T3＝[a
31 a
32
]表示图像平移；
[0026]对旋转后的图像根据像素分布进行裁剪，得到最终候选条状图像。
[0027]候选条状区域旋转至汇流排为竖直方向后，步骤S6根据定位线夹边界直线与汇流排方向的夹角以及斜率方向判定定位线夹是否存在卡滞。
[0028]本专利技术第二方面提供了一种刚性接触网定位线夹卡滞检测装置，该装置包括：
[0029]待检测图像获取模块，用以获取待检测图像，其获取得到的待检测图像中包括定
位线夹和汇流排；
[0030]汇流排方向直线获取模块，用以对待检测图像依次进行直方图均衡化、图像边缘分割、霍夫变换直线检测、直线筛选及合并和直线灰度差分，得到汇流排方向直线；
[0031]候选条状区域图像获取模块，根据汇流排方向直线获取模块中得到的汇流排方向直线，截取出候选条状区域图像；
[0032]最终候选条状图像获取模块，用以对侯选条状区域图像进行旋转和裁剪，得到最终候选条状图像；
[0033]定位线夹区域获取模块，用以对最终候选条状图像进行二值化处理和连通域提取，提取出定位线夹区域；
[0034]定位线夹卡滞故障判定模块，根据定位线夹区域提取出定位线夹边界直线，基于定位线夹边界直线与汇流排方向进行夹角计算，若夹角大于设定阈值，则代表该定位线夹存在卡滞故障。
[0035]所述汇流排方向直线获取模块中，直方图均衡化的离散形式公式如下：
[0036]其中，T(r
k
)为灰度r
k
图像均衡化变换，MN为图像像素总数，L是图像的灰度级数量，n
j
为灰度为r
k
的像素个数。
[0037]所述汇流排方向直线获取模块中，图像边缘分割，具体是指，对直方图均衡化处理后的图像先进行二值化处理，再进行canny算子的边缘检测，得到图像边缘；所述霍本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.刚性接触网定位线夹卡滞检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、获取待检测图像，所述待检测图像包括定位线夹和汇流排；S2、对待检测图像依次进行直方图均衡化、图像边缘分割、霍夫变换直线检测、直线筛选及合并和直线灰度差分，得到汇流排方向直线；S3、根据汇流排方向直线截取候选条状区域图像；S4、对候选条状区域图像进行旋转和裁剪，得到最终候选条状图像；S5、对最终候选条状图像进行二值化处理和连通域提取，提取出定位线夹区域；S6、根据定位线夹区域提取出定位线夹边界直线，基于定位线夹边界直线与汇流排方向进行夹角计算，若夹角大于设定阈值，则代表该定位线夹存在卡滞故障。2.如权利要求1所述的刚性接触网定位线夹卡滞检测方法，其特征在于：所述S2步骤中，直方图均衡化的离散形式公式如下：其中，T(r
k
)为灰度r
k
图像均衡化变换，MN为图像像素总数，L是图像的灰度级数量，n
j
为灰度为r
k
的像素个数。3.如权利要求1所述的刚性接触网定位线夹卡滞检测方法，其特征在于：S2步骤中，图像边缘分割，具体是指，对直方图均衡化处理后的图像先进行二值化处理，再进行canny算子的边缘检测，得到图像边缘；所述霍夫变换直线检测是基于该图像边缘进行霍夫变换的直线检测。4.如权利要求1、2或3所述的刚性接触网定位线夹卡滞检测方法，其特征在于：S2步骤中，通过霍夫变换直线检测得到图像中直线后，对直线进行筛选和合并，具体为，将不符合常规汇流排方向和长度过短的直线进行剔除，再将剩余直线中方向相近的直线进行合并。5.如权利要求1、2或3所述的刚性接触网定位线夹卡滞检测方法，其特征在于：所述直线灰度差分，具体是指：计算合并后直线两侧区间灰度的和的差分值，最终确定汇流排的边缘直线，从而得到汇流排方向直线；灰度差分的公式如下：其中，G
DIFF
(x,y)为图像(x,y)处的灰度差分值，N为计算区间，g(x,y)为像素点(x,y)的灰度值，j为计算区间内求和项序号，abs为绝对值函数。6.如权利要求1、2或3所述的刚性接触网定位线夹卡滞检测方法，其特征在于：所述S4步骤中，对候选条状区域图像进行透视变换，旋转至汇流...
【专利技术属性】
技术研发人员：占栋，王畇浩，张金鑫，喻杨洋，黄成亮，邓洋洋，
申请(专利权)人：成都唐源电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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