[发明专利]一种接触线磨耗动态检测方法

说明书

本发明提供了一种接触线磨耗动态检测方法。包括采集接触线图像的步骤、接触线定位的步骤、接触线磨耗检测步骤。本检测方法可扩展性强，易于满足大拉出值区间范围的磨耗测量。接触网接触线的核心定位方法基于梯度图像，能在很大程度克服线路环境复杂多样带来的各种干扰。

技术领域

本发明属于列车运行安全监测技术领域，涉及一种接触线磨耗动态检测方法。

背景技术

在电气化铁路中，列车运行通过受电弓滑板与接触网接触线的相互接触滑动取电流。为了保证受电弓良好受流，需要受电弓滑板与接触线之间具备一定的接触压力。但是，随着列车运行所带来的振动，以及受电弓滑板与接触线之间长期接触，接触网接触线将会存在不同程度和不同角度的磨损。

从物理学知识可知，接触网接触线磨损的大小主要与弓网压力大小、受电弓滑板特性及接触线线面的状态有关。随受电弓对接触悬挂的抬升力的出现而突然出现，这样受电弓抬升力对接触悬挂的冲量就比较大，从而接触线的磨损程度更大。根据铁路线路相关技术指标，当接触线磨损到一定程度，就需要维护或更换，否则易造成安全事故。因此，需要对地铁线路的接触线磨损状态进行不定期测量监测。但是，目前并没有这种技术。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种接触线磨耗动态检测方法，包括：

采集接触线图像的步骤。

接触线定位的步骤。

接触线磨耗检测步骤。

其中，接触线定位步骤分为如下步骤：

Step1:对所采集的接触线图像提取垂直边缘梯度。所述接触线图像中，接触线的方向沿着图像相对两侧的连线方向。

Step2:图像阈值化提取接触线前景目标。

Step3:基于接触线的几何特性滤波噪声区域。

Step4:通过直线拟合的方式，识别符合直线特性的连通区域，同时以直线的形式表达该连通区域。

Step5:基于边缘梯度特性跟踪接触线曲线轮廓，得到整条接触线在图像中的完整表达。

Step6:输出整条接触线在完整图像中的位置序列点集。

其中，接触线磨耗检测步骤分为如下步骤：

步骤1:在接触线定位步骤完成位置序列点集输出后，提取所采集图像中接触线位置邻域的垂直梯度信息。

步骤2：根据上一步所提取的梯度信息计算接触线磨耗区域。

步骤3：根据计算的接触线磨损区域信息计算得到磨损值。

进一步的，Step1中采用的梯度算子模板为：

进一步的，Step2中，图像阈值化时，阈值的计算公式为：

其中：t为阈值。S_xy＝∑e_xy。

其中：e_x＝E_x(I(x,y))。e_y＝E_y(I(x,y))。e_xy＝(e_x+e_y)·I(x,y)，I(x,y)为原相机图像，E(x,y)为梯度图像，T(x,y)为阈值化后图像，具体E_x指水平梯度图像；E_y指垂直梯度图像。

进一步的，Step3中，接触线的几何特性包括接触线宽度、接触线长度、接触线在图像中的角度。