[发明专利]一种非接触式检测弓姿态、羊角缺失的方法、装置及系统

说明书

本发明提供一种非接触式检测弓姿态、羊角缺失的方法、装置及系统。本发明通过获取受电弓工作状态视频；对所述受电弓工作状态视频图像进行畸变校正、图片预处理；通过模板匹配，计算受电弓在垂直向上的位置坐标并由此判断受电弓的状态；依据受电弓垂直向位置，在整幅结合边缘检测算子，计算得到受电弓区域图像，并形成物体与背景的轮廓线；根据所述物体与背景的轮廓线的左、右两侧线条判断左、右羊角是否异常以及判断受电弓羊角整体状态；根据所述受电弓区域图像对受电弓左侧、右侧羊角分别进行局部缺损判断。能够在列车正常运行期间实时的检测受电弓的状态，使人工无法查看的情况得到解决。并且发现异常能够实时上报异常，保证列车安全运行。

技术领域

本发明涉及受电弓状态及安全领域，具体涉及一种非接触式检测弓姿态、羊角缺失的方法、装置及系统。

背景技术

近年来，城市轨道交通行业快速发展，地铁在各大城市快速普及。列车的动力来源一般是通过车顶车底的取电装置获取。取电装置稳定运行成为列车安全运行中的关键。

目前的取电装置主要安装于列车车顶，即受电弓。受电弓分单臂受电弓和双臂受电弓。双臂今年逐渐淘汰。受电弓通过气或电与弹簧配合使碳滑板与接触网接触取电。受电弓中羊角是一个关键零部件，在极端情况下会与接触线接触，使弓头能够顺利通过接触网线岔。所以手电弓的状态检测十分重要和必要，但是现有技术很难实时判断受电弓的姿态，羊角是否完整，为列车安全平稳运行提供保障。因此，亟需一种非接触式检测弓姿态、羊角缺失的方法、装置及系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非接触式检测弓姿态、羊角缺失的方法、装置及系统，以解决现有技术很难实时判断受电弓的姿态，羊角是否完整，为列车安全平稳运行提供保障的问题。

一方面，本发明提供一种非接触式检测弓姿态、羊角缺失的方法，包括：

获取受电弓工作状态视频，其中，所述受电弓工作状态视频由设置在车顶的面阵相机连续不停拍摄，同步触发车顶补光光源动作，对相机进行补光；

对所述受电弓工作状态视频图像进行畸变校正、图片预处理；

通过模板匹配，计算受电弓在垂直向上的位置坐标并由此判断受电弓的状态；

依据受电弓垂直向位置，在整幅结合边缘检测算子，计算得到受电弓区域图像，并形成物体与背景的轮廓线；

根据所述物体与背景的轮廓线的左、右两侧线条判断左、右羊角是否异常以及判断受电弓羊角整体状态；

根据所述受电弓区域图像对受电弓左侧、右侧羊角分别进行局部缺损判断。

进一步地，对所述受电弓工作状态视频图像进行畸变校正、图片预处理，包括：

由于镜头和相机拍摄图片存在畸变，首先需要对图像进行畸变校正，使图像识别更加准确；

对视频图像进行滤波、增强处理；滤波是为消除图像中的局部噪声点，增强是为凸显相邻像素点的灰度值变化。

进一步地，通过模板匹配，计算受电弓在垂直向上的位置坐标并由此判断受电弓的状态，包括：

在图片范围内，采用受电弓左侧、右侧羊角模块的既有模板进行匹配，当匹配值超过设定值时，判定图片含有完整的受电弓图像；通过匹配也可得到受电弓在垂直向上的位置坐标，当受电弓垂直向位置高于预设定值时，受电弓为升起状态；当受电弓垂直向位置低于预设定值时，受电弓为落下状态。

进一步地，依据受电弓垂直向位置，在整幅结合边缘检测算子，计算得到受电弓区域图像，并形成物体与背景的轮廓线的步骤中，所述边缘检测算子为：

P[i,j]＝(f[i+1,j]-f[i,j]+f[i+1,j+1]-f[i,j+1])/2