一种城轨列车受电弓滑板图像去干扰方法技术

本发明专利技术公开了一种城轨列车受电弓滑板图像去干扰方法。该方法为：首先利用相机获得原始图片，根据受电弓在图片中的位置，对图片进行粗截取，再根据滑板最薄位置，进行精确截取，得到截取图片；然后对截取图像进行膨胀处理；接着对截取图像进行连通域分析，并用预先设定的形状和颜色对连通域进行标记，删除面积较小的连通域；判断下边缘线是否发生断裂，如果发生断裂，则对其进行边缘线重连接；最后将膨胀并处理好的截取图片放回原图中，完成图像的去干扰过程。本发明专利技术能够在复杂图片中准确提取所需要的边缘，提高了受电弓滑板磨耗检测的准确性，提高了列车运行的安全性。提高了列车运行的安全性。提高了列车运行的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种城轨列车受电弓滑板图像去干扰方法


[0001]本专利技术属于交通安全工程
，特别是一种城轨列车受电弓滑板图像去干扰方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市轨道交通的发展，列车在行驶过程中的安全问题引起人们的关注。受电弓是列车从接触网上获得电流的装置，在长期接触的情况下，受电弓滑板会发生磨损变薄，影响列车的运行状态，降低列车的乘坐舒适度，严重时还会造成生命财产安全问题。因此，对于受电弓滑板磨耗的检测至关重要。
[0003]现有的受电弓磨耗检测方法主要是采用相机拍摄正在行驶中的列车的受电弓图片，并对其进行图像处理，计算出磨耗值。但在拍摄时，由于列车行驶中受电弓遭到摩擦会擦出火花，在图像上形成一道闪亮的光线，另外，其他因素也会对图片造成干扰，严重影响了磨耗的测量，会出现磨耗值偏大的现象，影响工作人员判断是否更换滑板，使得变薄的滑板继续使用，威胁生命财产安全。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种能够在复杂图片中准确提取所需要的边缘、鲁棒性高的城轨列车受电弓滑板图像去干扰方法。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种城轨列车受电弓滑板图像去干扰方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1、利用相机获得原始图片，根据受电弓在图片中的位置，对图片进行粗截取，再根据滑板最薄位置，进行精确截取，得到截取图片；
[0007]步骤2、对截取图片进行膨胀处理；
[0008]步骤3、对截取图片进行连通域分析，并用预先设定的形状和颜色对连通域进行标记；
[0009]步骤4、删除面积小于阈值的连通域；
[0010]步骤5、判断下边缘线是否发生断裂，如果发生断裂，则进行边缘线重连接；
[0011]步骤6、将膨胀并处理好的截取图片放回原图中。
[0012]进一步地，步骤1中粗截取和精确截取，具体如下：
[0013]采取对原图进行直接截取或对原图进行求一阶导、二阶导的方法进行竖直方向的截取，水平方向的图片截取需要包含滑板的最薄处。
[0014]进一步地，步骤2中所述的膨胀处理，具体如下：
[0015]选取膨胀核，将截取图片的亮点或者二值化的白点向外扩张，包括横向、纵向和四面扩张。
[0016]进一步地，步骤3中所述的连通域分析，具体如下：
[0017]根据不同的情况选取4邻接或者8领接，找出截取图片中的连通域并用预先设定的
形状和颜色进行标记；
[0018]连通域4邻接或者8邻接的选择参考经膨化后的边缘线，如果上下两条边缘线经过4邻接的连通域处理后，都分别被视为是一整块连通域，则选取4邻接，否则需要选取8领接；
[0019]所述4邻接是指该像素点的上下左右是一个连通域，8邻接是指除了4邻接之外，左上、左下、右上、右下即周围8个点是一个连通域。
[0020]进一步地，步骤4中所述删除面积小于阈值的连通域，具体如下：
[0021]通过图片测试选取阈值，去除面积小于阈值的连通域，即干扰线，保留边缘线。
[0022]进一步地，步骤5所述的边缘线重连接，具体如下：
[0023]如果发生断裂，则在原图中找到下边缘的两个端点，进行直线连接。
[0024]进一步地，步骤6所述的将膨胀并处理好的截取图片放回原图中，具体如下：
[0025]遍历原图片截取位置，根据上下边缘线的标记，将原图中的边缘线部位置1，干扰线部位置0，实现将处理好的截取图片放回原图中的操作。
[0026]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)在原算法中添加了连通域去除干扰线的操作，并将处理好的图片放回原图中，不影响后续计算；(2)对大量样本进行试验，设定了合适的阈值，提高了受电弓滑板磨耗检测的准确性；(3)采用下边缘线重连接的算法，提高了算法的精确度。
附图说明
[0027]图1为本专利技术一种城轨列车受电弓滑板图像去干扰方法的流程示意图。
[0028]图2为本专利技术实施例中截取得到的包含受电弓滑板最薄位置并预处理后的示意图。
[0029]图3为本专利技术实施例中进行了连通域标记的示意图。
[0030]图4为本专利技术实施例中受电弓滑板图像删除干扰线后的示意图。
[0031]图5为本专利技术实施例中处理完成图像放回原图像后的示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和局实施例对本专利技术做进一步的详细说明，
[0033]结合图1，本专利技术一种城轨列车受电弓滑板图像去干扰方法，包括以下步骤：
[0034]步骤1、利用相机获得原始图片，根据受电弓在图片中的位置，对图片进行粗截取，再根据滑板最薄位置，进行精确截取，得到截取图片，具体如下：
[0035]可对原始图片进行求一阶导、二阶导的方法进行竖直方向的截取，但考虑到系统拍摄到的图片中受电弓的位置基本固定，因此可以直接截取；横线方向的图片截取则要将滑板的最薄处包含进去。
[0036]步骤2、对截取图片进行膨胀处理，尽量保证有用的线连成一片，为后续连通域分析作准备，具体如下：
[0037]图像的膨胀和腐蚀是两种基本的形态学运算，图像的膨胀就是将图像的亮点或者二值化的白点向外扩张，可以横向、纵向或这四面扩张，可由膨胀核来决定。因此，选取合适的膨胀核十分重要。腐蚀的操作则与膨胀相反。
[0038]即使膨胀核与腐蚀核选取同样的参数，在进行了连通域处理后，腐蚀的图像也与
未膨胀的图像有所不同，因此不能直接将处理完的图片进行腐蚀后代入原图像，否则将会导致磨耗值发生变化。
[0039]选取膨胀核，将截取图片的亮点或者二值化的白点向外扩张，包括横向、纵向和四面扩张。膨胀核初始设置为BTemp＝[1 1 1 1 1 1 1 1 1]，这是考虑到滑板边缘线都是横向的线，为了更好检测，选择横向膨胀，后续根据测试可进行调整，但要保证边缘线外界的像素点不会因为膨胀而发生与边缘线黏连的情况。这里注意，膨胀核的设置会影响后续连通域筛选的阈值，图像膨胀越厉害，阈值需要设置得越大。
[0040]步骤3、对截取图片进行连通域分析，并用预先设定的形状和颜色对连通域进行标记，具体如下：
[0041]根据不同的情况选取4邻接或者8领接，找出截取图片中的连通域并用预先设定的形状和颜色进行标记；
[0042]连通域4邻接或者8邻接的选择参考经膨化后的边缘线，如果上下两条边缘线经过4邻接的连通域处理后，都分别被视为是一整块连通域，则选取4邻接，否则需要选取8领接；
[0043]所述4邻接是指该像素点的上下左右是一个连通域，8邻接是指除了4邻接之外，左上、左下、右上、右下即周围8个点是一个连通域。
[0044]连通域是指图像中相邻并且拥有着相同像素值的区域。连通域分析就是找出图像中的连通域并对其用特定的形状或颜色进行标记。连通域的定义一般有两种，即4邻接与8邻接。4邻接指该像素点的上下左右是一个连通域，8邻接是指除了4邻接之外，左上、左下、右上、右下即周本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城轨列车受电弓滑板图像去干扰方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、利用相机获得原始图片，根据受电弓在图片中的位置，对图片进行粗截取，再根据滑板最薄位置，进行精确截取，得到截取图片；步骤2、对截取图片进行膨胀处理；步骤3、对截取图片进行连通域分析，并用预先设定的形状和颜色对连通域进行标记；步骤4、删除面积小于阈值的连通域；步骤5、判断下边缘线是否发生断裂，如果发生断裂，则进行边缘线重连接；步骤6、将膨胀并处理好的截取图片放回原图中。2.根据权利要求1所述的城轨列车受电弓滑板图像去干扰方法，其特征在于，步骤1中粗截取和精确截取，具体如下：采取对原图进行直接截取或对原图进行求一阶导、二阶导的方法进行竖直方向的截取，水平方向的图片截取需要包含滑板的最薄处。3.根据权利要求1所述的城轨列车受电弓滑板图像去干扰方法，其特征在于，步骤2中所述的膨胀处理，具体如下：选取膨胀核，将截取图片的亮点或者二值化的白点向外扩张，包括横向、纵向和四面扩张。4.根据权利要求1所述的城轨列车受电弓滑板图像去干扰方法，其特征在于，步骤3中所述的连通域分析，具体如下：根据不同的情况选...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙悦，滕凯，邢宗义，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：