[发明专利]基于红外和可见光图像配准的接触网部件温度检测方法

说明书

本发明公开了基于红外和可见光图像配准的接触网部件温度检测方法，包括：获取接触网运行状态过程中的原始图像以及对应的红外温度信息，伪彩红外图像和可见光图像分别与各自的手工特征构成图像对，通过得到的图像对构建的Keynet模型进行训练，得到训练后的Keynet模型；通过训练后的Keynet模型提取出接触网运行状态过程中的可见光图像及对应的红外图像各自的特征点，组成特征点候选匹配对集合M；在圆形区域内从匹配对子集合M*中选择与该种子点在同一个区域的匹配的特征点；使得可见光图像中的关键部件的坐标与红外图像中的坐标对齐，获取关键部件的检测框坐标；得到该部件在红外图像中的位置信息，该区域内的最高温度作为该部件的温度信息。

技术领域

本发明涉及轨道交通接触网安全监测领域，具体是基于红外和可见光图像配准的接触网部件温度检测方法。

背景技术

接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路，其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成，担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。在电气化铁道中，对接触网的运行状况进行监测及其重要，其中对于接触网关键部件温度检测是一个重要的环节，对于保障地铁运行、保障运行、提高接触网运行的可靠性、提高接触网运行的效率具有重要意义。

当前普遍采用动态检测方式通过车载高速红外摄像机获取接触网部件温度信息，以满足监测数据要求。关键部件的高温检测主要分为两种方式：第一是通过人眼来判断部件是否存在温度过高的情况，这种方式存着漏检严重和消耗人力资源大的问题；第二是依据红外图像实现接触网关键部件温度检测，这种方式会存在着因像素差异较小导致的关键部件定位不准确的问题。基于此，期望得一种高效准确的接触网关键部件温度检测的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供基于红外和可见光图像配准的接触网部件温度检测方法，包括：

步骤一，获取接触网运行状态过程中的原始图像以及对应的红外温度信息，所述的原始图像包括可见光图像、对应的红外图像,并将红外图像渲染为伪彩红外图像；

步骤二，伪彩红外图像和可见光图像分别与各自的手工特征构成图像对，通过得到的图像对构建的Keynet模型进行训练，得到训练后的Keynet模型；

步骤三，通过训练后的Keynet模型提取出接触网运行状态过程中的可见光图像及对应的红外图像各自的特征点，组成特征点候选匹配对集合M；

步骤四，对于特征点候选匹配对集合M，采用局部邻域选择与过滤选择设定数量的种子点组成匹配对子集合以种子点为中心选定圆形区域，在圆形区域内从匹配对子集合M*中选择与该种子点在同一个区域的匹配的特征点；

步骤五，根据匹配的特征点在两幅图像的像素坐标计算单应性矩阵，基于透视变换对可见光图像进行矫正，使得可见光图像中的关键部件的坐标与红外图像中的坐标对齐；

步骤六，获取矫正后的可见光图像与采集的可见光图像，标注图像中关键部件的位置；在标注完成后，将图片划分为训练集、验证集和测试集，使用数据增强扩充训练集数量；选用轻量化模型Picodet，调节配置参数，对模型进行迭代训练，通过学习好的模型对矫正后的可见光图像进行检测，获取关键部件的检测框坐标；

步骤七，在获取矫正后的可见光图像中的接触网关键部件的检测框坐标后，得到该部件在红外图像中的位置信息，依据位置信息获取该检测区域的温度信息，该区域内的最高温度作为该部件的温度信息。