[发明专利]基于帧间对比的受电弓形变检测方法、设备及存储介质

权利要求书

1.基于帧间对比的受电弓形变检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，获取车号信息，根据车号信息从样本图像集中查找当前车号对应车型的正常受电弓的定位模板图像和历史帧ROI样本图像；所述定位模板图像包括中心定位模板以及1个以上ROI定位区域；所述历史帧ROI样本图像与ROI定位区域位置一致；

S2，获取待检图像，将所述待检图像与所述中心定位模板进行模板匹配，生成映射矩阵，并根据所述映射矩阵将所述待检图像变换至定位模板图像一致的形状位置；

S3，根据中心定位模板与ROI定位区域的位置关系从变换后待检图像中截取ROI目标图像，计算对应位置的历史帧ROI样本图像和ROI目标图像的灰度投影特征相似度和模板匹配特征相似度；

S4，根据灰度投影特征相似度和模板匹配特征相似度加权计算单个ROI总相似度，若总相似度满足预设阈值，则判定为正常，反之为变形；遍历所有ROI区域，若任一ROI相似度判定结果为异常，则判定当前待检图像发生受电弓形变。

2.如权利要求1所述的受电弓形变检测方法，其特征在于：

所述历史帧ROI样本图像的获取方式一为：获取历史正常受电弓图像，将所述正常受电弓图像与所述中心定位模板进行模板匹配，生成映射矩阵，并根据所述映射矩阵将所述正常受电弓图像变换至定位模板图像一致的形状位置；根据中心定位模板与ROI定位区域的位置关系从变换后正常受电弓图像中截取历史帧ROI样本图像，并将ROI样本图像按照对应的ROI定位区域保存；

和/或方式二：将先前判定为正常的受电弓图像检测过程的ROI目标图像保存为对应区域的ROI样本图像。

3.如权利要求1所述的受电弓形变检测方法，其特征在于：所述灰度投影特征为归一化灰度投影梯度特征，其提取方法包括以下步骤：

计算图像水平方向的每一行的灰度均值，根据所述灰度均值计算得到图像的灰度投影数据；

对所述灰度投影数据依次进行归一化处理和梯度变换，得到归一化灰度投影梯度特征。

4.如权利要求1所述的受电弓形变检测方法，其特征在于：S4中模板匹配采用基于形状的模板匹配，所采用的特征为边缘点的位置和边缘点的梯度方向，边缘点梯度方向特征的提取方法包括以下步骤：

提取待匹配两图像的边缘，计算图像x方向和y方向梯度，再根据x方向和y方向梯度计算边缘点的总梯度值和梯度方向。

5.如权利要求4所述的受电弓形变检测方法，其特征在于：所述模板匹配特征相似度计算流程为：采用滑动窗口方式进行图像搜索，计算窗口内的匹配分值，所述匹配分值为模板边缘点与对应待匹配区域的对应点的方向向量的夹角余弦值：

，

其中，score为匹配分值，p_i为夹角余弦值，n为点的数量；

，

其中A_j和B_j为模板与待匹配区域的对应点的方向向量的元素；

上述方向向量表示为：

，

其中为梯度角。

6.如权利要求1所述的受电弓形变检测方法，其特征在于：所述根据总的相似度计算结果判定受电弓是否变形，为待检测受电弓图像上若干个ROI区域任一出现变形，则判定为受电弓发生形变；若待检测受电弓图像上若干个ROI区域均未出现变形，则判定位受电弓未发生形变。

7.如权利要求1所述的受电弓形变检测方法，其特征在于：所述样本图像中设置有受电弓碳滑板与平衡杆六个羊角ROI区域，各个ROI区域保存有多个ROI样本图像，在计算相似度时，每个ROI目标图像与多个ROI样本图像计算总相似度，再取多个总相似度均值作为判据。

8.一种计算机设备，其特征在于：包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，执行上述权利要求1-7任意一项所述受电弓形变检测方法中的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于：其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述权利要求1-7任意一项所述受电弓形变检测方法中的步骤。