【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轨道交通燃弧检测，尤其涉及一种多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测装置及检测方法。
技术介绍
1、列车动力车组主要通过受电弓和接触线(或者导电钢轨)的接触来将电能引到列车上，因此，列车组受电弓系统的状态对列车的正常运行至关重要。由于列车的高速运动，带动着受电弓碳滑板和接触线(或导电钢轨)的相对运动，再加上碳滑板本身的磨损或物理损坏如裂痕等，或是列车的抖动等外力因素，会导致碳滑板和接触线之前产生放电现象，此类现象也称之为燃弧。
2、燃弧会对悬挂接触网带来不可逆的机械损伤，燃弧产生的高温(可能达到数千摄氏度)会使接触网材料局部融合或软化，从而加速金属材料磨损，长时间的燃弧还会导致接触网的断裂或损坏。此外燃弧还会导致电气性能降低，降低供电的稳定性，严重时会影响列车的正常运行。高温燃弧还有可能引发火灾，会对整改轨道交通系统带来威胁，进而引发供电中断，设备损坏，列车意外停车等重大事故。
3、现有技术中用于燃弧检测的方案主要有以下四种方案，1.基于视觉的图像检测：使用高速相机或紫外摄像机对接触网与受电弓之间的区域进行持续监控，捕捉燃弧发生的火花，闪光和电弧现象。这种方案的好处是比较直观的呈现燃弧发生情况，便于转人工分析。缺点是受光线影响，如强光，夜晚，雾霾等复杂环境下，燃弧检测的准确率会下降，并且会带来很多误报；2.基于红外的热成像检测：燃弧通常伴随着高温，因此可以通过红外热成像设备捕捉接触网温度的异常变化，来检测燃弧。这种方法的好处就是不受光线影响，并且可以精确定位温度异常点。但是缺点依然是误报
4、综上所述，现有的燃弧检测方法不能在有效剔除环境光和不可见燃弧引起的误报的同时，有效控制成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测装置及检测方法，解决现有的燃弧检测方法不能在有效剔除环境光和不可见燃弧引起的误报的同时，有效控制成本的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测装置，包括硬件采集模块、图像识别模块、数据融合模块和工控机显示器，所述硬件采集模块与所述硬件采集模块电性连接，所述工控机显示器上设置有所述图像识别模块和所述数据融合模块，所述硬件采集模块用于收集燃弧的触发信息，并用于纠正燃弧误报的图像信息，所述图像识别模块用于通过图像处理算法检测某一段时间内是否有可见燃弧的发生，所述数据融合模块用于系统处理燃弧报警信息和图像识别结果的耦合，并兼顾燃弧检测的误报和燃弧报警的时效性；
3、所述硬件采集模块包括高速相机、滤光片、光电倍增管和驱动电路板，所述高速相机的输出端与所述工控机显示器通信连接，所述驱动电路板与所述工控机显示器的gpio口相连，所述驱动电路板上安装有所述光电倍增管，所述光电倍增管的前端设置有所述滤光片。
4、其中，所述图像识别模块包括ai识别子模块、灰度处理子模块和二值化处理子模块，所述ai识别子模块用于识别采集的图像信息的弓头区域，所述灰度处理子模块用于对弓头区域的图片进行灰度处理，所述二值化处理子模块用于根据图像的灰度特征，对图片进行二值化处理。
5、其中，所述数据融合模块的具体工作流程为：
6、所述光电倍增管持续进行检测，当检测到燃弧信号后，输出有规律的方波信号，如果没有检测到燃弧，就没有任何信号输出；
7、当所述光电倍增管在检测到燃弧，并产生规律的方波信号时，在此设置一个下采样操作；
8、当检测到下采样后的所述光电管倍增管有输出时，会新增线程，将报警当下时刻前后15帧的图像保存为视频，调用所述图像识别模块，对视频进行燃弧检测，同时启用分布式处理，使得所述工控机显示器在处理图像的过程中，可以继续响应来自所述硬件采集模块的信号；
9、所述图像识别模块会依次识别视频中30帧图像的每一张图片，当没有检测到燃弧图像时，所述工控机显示器将会关闭图像处理进程，当所述图像识别模块检测到一张或多张燃弧图像时，保存置信度最高的一张燃弧照片并将图片信息传递给所述工控机显示器，所述工控机显示器结合所述图像识别模块的信息，和所述硬件采集模块下采样的信号，根据融合条件，给出燃弧报警信息。
10、其中，所述工控机显示器上还设置有警示灯和报警铃。
11、本专利技术还提供一种多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测方法，应用于如上述所述的多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测装置，包括如下步骤：
12、利用所述硬件采集模块收集燃弧的触发信息，并用于纠正燃弧误报的图像信息；
13、利用所述图像识别模块通过图像处理算法检测某一段时间内是否有可见燃弧的发生；
14、利用所述数据融合模块系统处理燃弧报警信息和图像识别结果的耦合，并兼顾燃弧检测的误报和燃弧报警的时效性。
15、本专利技术的一种多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测装置及检测方法，包括硬件采集模块、图像识别模块和数据融合模块，利用所述硬件采集模块收集燃弧的触发信息，并用于纠正燃弧误报的图像信息，利用所述图像识别模块通过图像处理算法检测某一段时间内是否有可见燃弧的发生，利用所述数据融合模块系统处理燃弧报警信息和图像识别结果的耦合，并兼顾燃弧检测的误报和燃弧报警的时效性，并且由于所述硬件采集模块包括所述高速相机、所述滤光片和所述光电倍增管，通过在所述光电倍增管的前面加一个所述滤光片，可有效减少了太阳直射和环境产生的电磁波对所述光电倍增管触发的影响，并且通过所述高速相机的设置可以将帧率提升2-3倍，便于采集持续时间较短的燃弧信息。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测装置，其特征在于，
2.如权利要求1所述的多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测装置，其特征在于，
3.如权利要求2所述的多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测装置，其特征在于，
4.如权利要求3所述的多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测装置，其特征在于，
5.一种多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测方法，应用于如上述所述的多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测装置，其特征在于，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测装置，其特征在于，
2.如权利要求1所述的多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测装置，其特征在于，
3.如权利要求2所述的多传感器融合的轨道交通悬挂架受电弓燃弧检测装置，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：许春山，王新建，解晨，朱勐，陈西北，
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：
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。