【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于轨道交通安全监测中的光电监测，具体涉及一种受电弓燃弧监测方法、装置及系统。
技术介绍
1、受电弓作为电力机车重要的受流装置，对保证列车稳定、高效供电提供重要支撑，然而其具有行驶里程长、运行环境恶劣、维护复杂、实时监测难等特点，其中燃弧是反映受电弓与接触网配合状态的重要指标，对于受电弓燃弧的再现监测，这是确保列车安全高效运行的关键环节。长期以来，受电弓监测多采用视频监控，紫外相机成像等方式进行在途监测，存在效率低、精度差、无法准确获取精准燃弧信息等不足，严重制约了当前受电弓监测的精度与效率。
2、目前，随着光电监测技术的快速发展，以其非接触、高精度、大范围等优点被广泛应用在轨道交通安全监测中，有效提高了监测效率与精度。但由于列车运行过程中受电弓运行环境复杂、燃弧存在时间短、监测抓拍困难等特点，传统光电测量装置无法满足短时长燃弧在途的监测需求。
3、因此，实现列车在途受电弓燃弧高精度动态视觉监测，对保证机车安全监测的质量与提升监测效率均具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种受电弓燃弧监测方法、装置及系统，解决列车运行过程中受电弓运行环境复杂、燃弧存在时间短、监测抓拍困难的缺陷。
2、一种受电弓燃弧监测方法，所述方法包括：
3、采集受电弓燃弧信息；
4、根据采集的受电弓燃弧信息生成受电弓紫外燃弧图像；
5、将生成的受电弓紫外燃弧图像输入预先训练好的紫外燃弧高速视频生成模型，生成能
6、进一步的，所述根据采集的受电弓燃弧信息生成受电弓紫外燃弧图像的方法包括：
7、将采集受电弓燃弧信息，生成ttl脉冲，传递给控制器进行数据滤波与整合；
8、控制器将ttl脉冲分别发送给四台紫外相机，其中脉冲n发送给紫外相机1，脉冲n+1发送给紫外相机2，脉冲n+2发送给紫外相机3，脉冲n+3发送给紫外相机4，脉冲n+4再次发送给紫外相机1，依次类推，触发紫外相机；
9、将四台紫外相机1-4采集到的视频图像按照触发信号先后顺序排序，生成受电弓紫外燃弧图像。
10、进一步的，所述紫外燃弧高速视频生成模型的训练方法包括：
11、构建初始紫外燃弧高速视频生成模型；
12、以深度学习的插帧算法为基础，采用训练集对初始紫外燃弧高速视频生成模型进行训练，直至将模型训练到收敛状态时，得到训练好的紫外燃弧高速视频生成模型。
13、进一步的，获取所述训练集的方法包括：
14、获取包含原始视频帧和其对应的运动矢量的数据集；
15、对视频帧进行预处理，得到训练集。
16、进一步的，所述预处理包括尺寸调整、归一化操作。
17、一种受电弓燃弧监测装置，所述装置包括：
18、数据采集单元，用于采集受电弓燃弧信息；
19、图像生成单元，用于根据采集的受电弓燃弧信息生成受电弓紫外燃弧图像；
20、视频生成单元，用于将生成的受电弓紫外燃弧图像输入预先训练好的紫外燃弧高速视频生成模型，生成能够监测到受电弓燃弧的视频文件。
21、一种受电弓燃弧监测系统，所述系统设于列车车顶上方，包括紫外光电传感器、矩阵式紫外相机、供电模块和控制模块，所述控制模块通过接入列车运行信号来感知列车运行状态，所述紫外光电传感器根据列车运行状态采集受电弓燃弧信息通过对输出信号进行变换，生成ttl信号脉冲，所述控制模块将ttl信号脉冲发送给矩阵式紫外相机，所述矩阵式紫外相机根据ttl信号脉冲实现电弓燃弧进行高清成像，所述供电模块采集列车供电装置为系统供电。
22、进一步的，所述矩阵式紫外相机包括至少四个紫外相机，四个所述紫外相机按照脉冲n发送给相机1，脉冲n+1发送给相机2，脉冲n+2发送给相机3，脉冲n+3发送给相机4，依次触发四个所述紫外相机。
23、进一步的，所述紫外光电传感器响应时间低于100us。
24、进一步的，所述紫外相机分辨率不低于400万像素，帧频不低于200hz。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
25、本专利技术通过紫外信号、图像采集、视频插帧，辅以紫外图像采集模块以及控制模块，实现对车顶受电弓在运行过程中进行高清成像，经过图像处理与视频插帧算法，实现了全天候、全天时、多车型、多类型受电弓燃弧的自动化、智能化监测，相关监测结果及时发送给列检人员，以指导接车检修与维护；
26、本专利技术采用紫外传感器结合高灵敏紫外相机结合的方式实现燃弧紫外信号采集模式，保障机车车顶多角度的同步探测；采用高灵敏紫外传感器采集低能量、短时长紫外燃弧信号，同步触发紫外相机对紫外燃弧进行抓拍，辅以高速plc触发相机完成图像数据采集，可实现对全天候、全天时、多车型的受电弓燃弧图像信息自动化采集；
27、本专利技术基于紫外传感器的紫外信号高速采集与触发模式，通过采用高灵敏紫外光电传感器，实现对受电弓运行过程中低能量、短时长的紫外信号进行捕获，并通过硬件电路转换成ttl脉冲信号，记录紫外信号产生频率，并将该触发信号同步传输给紫外相机进行燃弧紫外图像的快速抓拍，用于记录燃弧能量分布情况；
28、本专利技术基于离散紫外图像的高频重建方法，通过触发紫外相机采集的受电弓离散紫外燃弧图像，通过采用深度学习方法，实现对离散紫外燃弧图像的高频重建，以此形成燃弧放电过程中的全程捕获与重现，用于对燃弧过程的能量及分布的精准分析与预警，便于列检人员对受电弓运行状况进行准确评估；
29、本专利技术监测装置及方法具有一定通用性，通过设计不同的视觉传感器尺寸、搭配不同传感器外形布局，以及采用不同的控制装置及流程，可实现不同场景下的受电弓燃弧的监测需求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种受电弓燃弧监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的受电弓燃弧监测方法，其特征在于，所述根据采集的受电弓燃弧信息生成受电弓紫外燃弧图像的方法包括：
3.根据权利要求1所述的受电弓燃弧监测方法，其特征在于，所述紫外燃弧高速视频生成模型的训练方法包括：
4.根据权利要求3所述的受电弓燃弧监测方法，其特征在于，获取所述训练集的方法包括：
5.根据权利要求4所述的受电弓燃弧监测方法，其特征在于，所述预处理包括尺寸调整、归一化操作。
6.一种受电弓燃弧监测装置，其特征在于，所述装置包括：
7.一种受电弓燃弧监测系统，所述系统设于列车车顶上方，其特征在于，包括紫外光电传感器、矩阵式紫外相机、供电模块和控制模块，所述控制模块通过接入列车运行信号来感知列车运行状态，所述紫外光电传感器根据列车运行状态采集受电弓燃弧信息通过对输出信号进行变换，生成TTL信号脉冲，所述控制模块将TTL信号脉冲发送给矩阵式紫外相机，所述矩阵式紫外相机根据TTL信号脉冲实现电弓燃弧进行高清成像，所述供电模块采集列车供电装置
8.根据权利要求7所述的受电弓燃弧监测系统，其特征在于，所述矩阵式紫外相机包括至少四个紫外相机，四个所述紫外相机按照脉冲n发送给相机1，脉冲n+1发送给相机2，脉冲n+2发送给相机3，脉冲n+3发送给相机4，依次触发四个所述紫外相机。
9.根据权利要求7所述的受电弓燃弧监测系统，其特征在于，所述紫外光电传感器响应时间低于100us。
10.根据权利要求1所述的受电弓燃弧监测系统，其特征在于，所述紫外相机分辨率不低于400万像素，帧频不低于200HZ。
...【技术特征摘要】
1.一种受电弓燃弧监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的受电弓燃弧监测方法，其特征在于，所述根据采集的受电弓燃弧信息生成受电弓紫外燃弧图像的方法包括：
3.根据权利要求1所述的受电弓燃弧监测方法，其特征在于，所述紫外燃弧高速视频生成模型的训练方法包括：
4.根据权利要求3所述的受电弓燃弧监测方法，其特征在于，获取所述训练集的方法包括：
5.根据权利要求4所述的受电弓燃弧监测方法，其特征在于，所述预处理包括尺寸调整、归一化操作。
6.一种受电弓燃弧监测装置，其特征在于，所述装置包括：
7.一种受电弓燃弧监测系统，所述系统设于列车车顶上方，其特征在于，包括紫外光电传感器、矩阵式紫外相机、供电模块和控制模块，所述控制模块通过接入列车运行信号来感知列车运...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘晓，魏智鹏，王大来，
申请(专利权)人：江苏集萃智能光电系统研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。