一种车载非接触式的接触线磨耗测量方法、装置与系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种车载非接触式的接触线磨耗测量方法、装置与系统。本发明专利技术通过获取接触线底部轮廓曲线图片并根据图片中接触线亮斑的位置，得到接触线的拉出值OffsetX后以[OffsetX

【技术实现步骤摘要】
一种车载非接触式的接触线磨耗测量方法、装置与系统


[0001]本专利技术涉及接触网检测
，具体涉及一种车载非接触式的接触线磨耗测量方法、装置与系统。

技术介绍

[0002]在电气化接触线中，沿着钢轨上空架设的输电线路称之为接触网，它的作用是把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用。电力机车通过安装在车顶的受电弓和接触网导线直接接触取流，为了保证机车能够获得持续、稳定的电流受电弓和接触线必须可靠接触。因此接触网的质量以及几何参数将直接影响着电气化铁道的运输能力，确保接触线处在正常的工作区域对提高受流质量和保障机车供电安全具有重要意义。
[0003]近年来，城市接触线交通快速发展，地铁轻轨已普及为人们日常外出的交通工具。地铁牵引供电系统设备的可靠性、运行过程中的安全性是整个地铁系列安全运行的重要保障，为了保障运营车辆的安全运行，对高速运行状态下的接触网进行磨耗检测，采用更智能、快速、可靠的高端检测技术来提升城市接触线交通运营的安全性显得尤为重要。
[0004]如果能提供一种检测结构，该检测结构能够做到不影响受电弓原有的结构，能真实的准确的反应列车运行中接触线磨耗变化且具有实时性是很有必要的。因此，亟需一种车载非接触式的接触线磨耗测量方法、装置与系统，以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种车载非接触式的接触线磨耗测量方法、装置与系统，以解决缺少一种检测结构能够做到不影响受电弓原有的结构，能真实的准确的反应列车运行中接触线磨耗变化且具有实时性的问题。
[0006]一方面，一种车载非接触式的接触线磨耗测量方法，包括：
[0007]获取接触线底部轮廓曲线图片，其中，所述接触线底部轮廓曲线通过线激光器照射在接触线上形成一条接触线轮廓曲线后由镜头前加装808nm滤光片的高清面阵相机获取；
[0008]根据接触线底部轮廓曲线图片中接触线亮斑的位置，得到接触线的拉出值OffsetX；
[0009]根据接触线底部轮廓曲线图片结合灰度图，求取占灰度图分布80％以上的灰度值，并求取平均灰度值Ave，作为背景灰度值；
[0010]根据所述接触线的拉出值OffsetX，以[OffsetX
‑
rangeX,OffsetX+rangeX]对所述接触线底部轮廓曲线图片进行缩小窗口范围的操作；
[0011]判断所述接触线底部轮廓曲线图片中接触线底面轮廓的左右边界；
[0012]通过接触线底面轮廓的左右边界计算接触线在该图片中所占据的像素数；
[0013]通过像素数计算对应的实际磨耗值大小并进行保存。
[0014]进一步地，获取接触线底部轮廓曲线图片，其中，所述接触线底部轮廓曲线通过线
激光器照射在接触线上形成一条接触线轮廓曲线后由镜头前加装808nm滤光片的高清面阵相机获取的步骤中，选用808nm不可见光。
[0015]进一步地，根据接触线底部轮廓曲线图片中接触线亮斑的位置，得到接触线的拉出值OffsetX，包括：
[0016]首先线激光器照射在接触线上形成一个短弧亮区；
[0017]然后通过高速面阵相机采集拍摄所呈现的接触线短弧亮区图片。结合模板匹配，计算得到短弧亮区的像素坐标位置；
[0018]最后借助棋盘格标定板，求取物理坐标值和像素坐标值的矩阵关系，并完成短弧亮区的像素坐标与空间物理坐标的转换。
[0019]进一步地，根据所述接触线的拉出值OffsetX，以[OffsetX
‑
rangeX,OffsetX+rangeX] 对所述接触线底部轮廓曲线图片进行缩小窗口范围的操作的步骤中，所述RangeX对应为准确识别接触线轮廓所需的视角窗口的大小；设置RangeX的目的是将视角窗口集中到全幅图片的某一块区域。
[0020]进一步地，判断所述接触线底部轮廓曲线图片中接触线底面轮廓的左右边界，包括：
[0021]方法之一为：依据面阵相机图片计算得到的背景灰度值Ave，如果连续5个中心点像素坐标为X1的像素点灰度值均保持在Ave，而右侧5个中心点像素坐标为X2的像素点均高于Ave，则中心像素点X2即为接触线底面轮廓的左边界；如果连续5个中心点像素坐标为X1的像素点灰度值均保持在Ave，而左侧5个中心点像素坐标为X3的连续像素点均高于Ave，则中心像素点X3即为接触线底面轮廓的右边界；
[0022]方法之二为，如果连续5个中心点像素坐标为X1的像素点灰度值高于Ave，而且右侧5个中心点像素坐标为X2的连续点的灰度值比X1的灰度值均高，而且偏差大于ΔA，则中心像素点X2即为接触线底面轮廓的左边界；如果连续5个中心点像素坐标为X1的像素点灰度值高于Ave，而且左侧5个中心点像素坐标为X3的连续点的灰度值比X1的灰度值均高，而且偏差大于ΔA，则中心像素点X3即为接触线底面轮廓的右边界；
[0023]接触线磨损区域的亮度高，灰度值为255，设置所述ΔA取100～150。
[0024]另一方面，本专利技术还提供一种车载非接触式的接触线磨耗测量装置，包括：
[0025]获取单元，用于获取接触线底部轮廓曲线图片，其中，所述接触线底部轮廓曲线通过线激光器照射在接触线上形成一条接触线轮廓曲线后由镜头前加装808nm滤光片的高清面阵相机获取；
[0026]第一计算单元，用于根据接触线底部轮廓曲线图片中接触线亮斑的位置，得到接触线的拉出值OffsetX；
[0027]第二计算单元，用于根据接触线底部轮廓曲线图片结合灰度图，求取占灰度图分布 80％以上的灰度值，并求取平均灰度值Ave，作为背景灰度值；
[0028]第一处理单元，用于根据所述接触线的拉出值OffsetX，以[OffsetX
‑
rangeX, OffsetX+rangeX]对所述接触线底部轮廓曲线图片进行缩小窗口范围的操作；
[0029]判断单元，用于判断所述接触线底部轮廓曲线图片中接触线底面轮廓的左右边界；
[0030]第三计算单元，用于通过接触线底面轮廓的左右边界计算接触线在该图片中所占
据的像素数；
[0031]第二处理单元，用于通过像素数计算对应的实际磨耗值大小并进行保存。
[0032]另外，本专利技术还提供一种车载非接触式的接触线磨耗测量系统，包括车顶监测系统和车内计算处理系统；
[0033]所述车顶监测系统包括激光成像模块和图像采集模块；所述激光成像模块包含装配在车顶的一个大功率808nm线激光发生器，所述线激光发生器垂直于接触线；所述图像采集模块包含装配在车顶与线激光发生器配合的高速线阵相机并搭配带有滤光片的相机镜头；
[0034]所述车内计算处理系统包括工控机模块和无线传输模块；所述工控机模块是一台高功能工控机；无线传输模块是一块4G路由器和天线，所述高功能工控机与4G路由器通过以太网连接。
[0035]所述车顶监测系统用于图像的采集与传输；所述车内计算处理系统用于对车顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载非接触式的接触线磨耗测量方法，其特征在于，包括：获取接触线底部轮廓曲线图片，其中，所述接触线底部轮廓曲线通过线激光器照射在接触线上形成一条接触线轮廓曲线后由镜头前加装808nm滤光片的高清面阵相机获取；根据接触线底部轮廓曲线图片中接触线亮斑的位置，得到接触线的拉出值OffsetX；根据接触线底部轮廓曲线图片结合灰度图，求取占灰度图分布80％以上的灰度值，并求取平均灰度值Ave，作为背景灰度值；根据所述接触线的拉出值OffsetX，以[OffsetX
‑
rangeX,OffsetX+rangeX]对所述接触线底部轮廓曲线图片进行缩小窗口范围的操作；判断所述接触线底部轮廓曲线图片中接触线底面轮廓的左右边界；通过接触线底面轮廓的左右边界计算接触线在该图片中所占据的像素数；通过像素数计算对应的实际磨耗值大小并进行保存。2.根据权利要求1所述的一种车载非接触式的接触线磨耗测量方法，其特征在于，获取接触线底部轮廓曲线图片，其中，所述接触线底部轮廓曲线通过线激光器照射在接触线上形成一条接触线轮廓曲线后由镜头前加装808nm滤光片的高清面阵相机获取的步骤中，选用808nm不可见光。3.根据权利要求2所述的一种车载非接触式的接触线磨耗测量方法，其特征在于，根据接触线底部轮廓曲线图片中接触线亮斑的位置，得到接触线的拉出值OffsetX，包括：首先线激光器照射在接触线上形成一个短弧亮区；然后通过高速面阵相机采集拍摄所呈现的接触线短弧亮区图片，结合模板匹配，计算得到短弧亮区的像素坐标位置；最后借助棋盘格标定板，求取物理坐标值和像素坐标值的矩阵关系，并完成短弧亮区的像素坐标与空间物理坐标的转换。4.根据权利要求1所述的一种车载非接触式的接触线磨耗测量方法，其特征在于，根据所述接触线的拉出值OffsetX，以[OffsetX
‑
rangeX,OffsetX+rangeX]对所述接触线底部轮廓曲线图片进行缩小窗口范围的操作的步骤中，所述RangeX对应为准确识别接触线轮廓所需的视角窗口的大小；设置RangeX的目的是将视角窗口集中到全幅图片的某一块区域。5.根据权利要求1所述的一种车载非接触式的接触线磨耗测量方法，其特征在于，判断所述接触线底部轮廓曲线图片中接触线底面轮廓的左右边界，包括：方法之一为：依据面阵相机图片计算得到的背景灰度值Ave，如果连续5个中心点像素坐标为X1的像素点灰度值均保持在Ave，而右侧5个中心点像素坐标为X2的像素点均高于Ave，则中心像素点X2即为接触线底面轮廓的左边界；如果连续5个中心点像素坐标为X1的像素点灰度值均保持在Ave，而左侧5个中心点像素坐标为X3的连续像素点均高于Ave，则中心像素点X3即为接触线底面轮廓的右边界；方法之二为，如果连续5个中心点像素坐标为X1的像素点灰度值高于Ave，而且右侧5个中心点像素坐标为X2的连续点的灰度值比X1的灰度值均高，而且偏差大于ΔA，则中心像素点X2即为接触线底面轮廓的左边界；如果连续5个中心点像素坐标为X1的像素点灰度值高于Ave，而且左侧5个中心点像素坐标为X3的连续点的灰度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭东，王奎，解晨，
申请(专利权)人：上海天链轨道交通检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：