[发明专利]受电弓异物入侵检测方法、装置、计算机设备、系统及存储介质

说明书

本发明涉及轨道交通技术领域，公开了一种受电弓异物入侵检测方法、装置、计算机设备、系统及存储介质，可先基于感兴趣区域ROI定位技术对在车顶实时获取的视频图像，进行受电弓区域的识别和定位，提取出受电弓灰度图像，然后一方面利用高斯混合模型对该受电弓灰度图像进行前景与背景的分割，得到前景对象二值化图像，另一方面利用三帧差法对该受电弓灰度图像进行运动目标检测，得到运动目标二值化图像，最后对两二值化图像进行逻辑与运算结果，并结合轮廓面积阈值确定在运算结果中是否存在入侵异物，由此可在机车运行过程中对受电弓状态进行实时在线监测，以及自动准确地发现是否有异物入侵受电弓工作区域，为电力机车安全稳定运行提供保障。

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，具体地涉及一种受电弓异物入侵检测方法、装置、计算机设备、系统及存储介质，可应用于电力机车上，以便对受电弓区域进行全方位的在线监测，为电力机车安全稳定运行提供保障。

背景技术

近年来，城际电力机车由于其具有快速、安全、稳定、守时、舒适和节能等特点，在我国得到了飞速发展。电力机车依靠其顶部安装的受电弓装置与铁路沿线布置的接触网滑动接触来受流获取电能，为机车运行提供基础动能。随着电力机车运行负载的加重、运行里程的增加和运行速度的提升，受电弓容易出现异常撞击和磨损等故障缺陷。据统计，在我国电气化铁路系统的停电及停运事故中，弓网事故占总事故的80%左右。因此为了电力机车的行车安全，有必要及时检测出受电弓故障，保证弓网系统正常运行。

目前，针对受电弓故障检测主要有人工检测方式和图像检测方式，前者需要将电力机车驶进机务段，并在停车、降弓和断电后，由现场工程师进行登顶查看，凭借其丰富的从业经验判定受电弓是否存在故障，是否能够支撑继续运营，此种方法具有很强的主观性，对现场工程师的经验积累要求较高，且属于高空危险作业，对作业人员的生命安全存在隐患，同时由于测量次数受限，因而存在误判或漏判等问题，对受电弓异常情况的监控力度不够。总而言之，这种人工检测方法不仅工作量大、效率低和存在安全隐患，还不能够检测电力机车在运行过程中受电弓的真实工作状态。

虽然图像检测方式作为非接触式测量的一种技术手段，具有快速稳定、安全有效和测量结果直观的特点，可以独立客观地对受电弓及其与接触网的作用关系进行监测记录。但是目前车载式的受电弓图像监测装置大多是安装在运营的电力机车上，然后利用远程无线的定点监测系统对受电弓的情况进行拍摄和录像，再然后把采集数据远程传输回来，以便相关技术人员再通过观察图片和回放录像的方式来对受电弓的情况进行判断，其还是基于人员经验进行的判断，容易出现误判或漏判等问题。此外，此种图像检测方法是由相关人员对所摄图像进行离线分析，分析结果无法及时传递给车载装置上的指导作业人员进行决策，为电力机车安全稳定运行埋下了隐患。

另外，目前应用于电力机车上的图像检测系统多是对受电弓滑板进行监测，尚无涉及到对整个弓网接触区域的异物入侵方面进行的研究，而异物入侵弓网作用区域将产生严重后果，甚至可能威胁行车安全。因此在电力机车运行过程中，如何对受电弓状态进行实时在线监测，并自动准确地发现是否有异物入侵受电弓工作区域，是本领域技术人员亟需研究的课题，以便及时提示警报信息，有效避免出现不可预料的行车安全事故。

发明内容

为了解决现有受电弓故障检测方法所存在的自动性和实时性差，以及未能实现对整个弓网接触区域进行异物入侵检测的问题，本发明目的在于提供一种受电弓异物入侵检测方法、装置、计算机设备、系统及存储介质，可应用于电力机车上，并在机车运行过程中对受电弓状态进行实时在线监测，以及自动准确地发现是否有异物入侵受电弓工作区域，进而可利于对受电弓区域进行全方位的在线监测，为电力机车安全稳定运行提供保障。

第一方面，本发明提供了一种受电弓异物入侵检测方法，包括：

获取由监控相机实时采集的视频图像，其中，所述监控相机安装在车顶并使镜头视野涵盖受电弓的所在区域；

对所述视频图像进行感兴趣区域ROI定位处理，提取出受电弓灰度图像；