[发明专利]一种自适应学习的接触网刚性导线识别方法及装置

说明书

本发明涉及接触网图像处理领域，针对现有技术存在的缺陷，本发明提出一种自适应学习的接触网刚性导线识别方法及装置，该方法或装置能广泛适用不同环境，不同线路的地铁线路接触网刚性导线识别，从而稳定高效地完成几何参数测量。本发明通过对线阵相机采集的包含接触网的图像进行接触网刚性导线定位识别方法，得到接触网刚性导线曲线信息，然后基于灰度投影统计方法对所述接触网刚性导线曲线信息进行处理，得到导线灰度投影曲线；将所述导线灰度投影曲线信息输入导线空间分布模型，根据欧式距离最优解，得到最优导线模型；根据所述最优导线模型，识别得到最优导线轮廓位置信息；最后，基于双目视觉基本原理，计算得到该接触网刚性导线几何参数。

技术领域

本发明涉及接触网图像处理领域，尤其是一种自适应学习的接触网刚性导线识别方法及装置。

背景技术

接触网主要由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱及相关基础设施等构成，是沿铁路线上空架设的一种特殊输电线路。它的功能是通过接触线与受电弓之间的接触，从而为电力机车提供电能。因此，要保证机车行车安全，保证受电弓与接触线良好接触以及稳定受流，除了对接触悬挂的设计施工和运营需要严格要求之外，对接触网各个设施设备进行状态检测也必不可少。

评价接触网受流性能主要参考两个状态类参数：几何参数和动力学参数。几何参数包括：接触线高度、拉出值、定位管坡度、线岔、接触线磨耗和支柱位置等。自上世纪50年代开始，国内外相关研究人员已经对接触网进行研究。德国接触网检测侧重动力学参数测量，对于几何参数测量方面存在部分项目不能够检测；意大利接触网检测侧重利用非接触式检测几何参数，但无法进行动力学参数测量，同时计算复杂度较高，在实时在线检测方面可行性较低；我国接触网检测研究成绩较突出的主要是西南交通大学研制的相关产品，优点是对动态拉出值和导线高度等非接触式检测准确，在实际运用中取得较好效果。

非接触式几何参数检测方法主要采用较传统的图形图像处理分析方法，通过在图像中对接触网刚性导线进行识别定位，来完成几何参数的测量。主要包含对导线成像图像进行增强、滤波等预处理操作，然后利用阈值化、边缘检测算子和相关Blob分析等处理，识别得到导线相关位置信息。这种图像处理分析方法在应用于地铁等线路进行测量时，由于各个线路环境差异导致的相机成像区别较大，因而需要针对不同线路进行较大改动，无法良好的扩展应用。

传统的基于图像处理的几何参数测试方法在地铁线路接触网环境中的缺陷：地铁线路环境复杂，测量结果稳定性和准确性较差；无法同时适应各线路接触网差异性，导致在不同线路需要较长期的开发全新检测测量算法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对传统的几何参数测试方法和基于图像处理的非接触式测试方法所存在的缺陷，而提出一种自适应学习的接触网刚性导线识别方法及装置，该方法或装置能广泛适用不同环境，不同线路的地铁线路接触网刚性导线识别，从而稳定高效地完成几何参数测量。

本发明采用的技术方案如下：

一种自适应学习的接触网刚性导线识别方法包括：

导线灰度投影曲线获取步骤，通过两路线阵相机对同一被测点进行包含汇流排及接触网刚性导线的图像采集,共计n张图像；对所述n张包含汇流排及接触网刚性导线的图像进行接触网刚性导线定位识别方法处理，得到接触网刚性导线左侧汇流排或者右侧汇流排的轮廓信息，然后基于灰度投影算法对所述接触网刚性导线左侧汇流排或者右侧汇流排的轮廓信息进行处理，得到接触网刚性导线定位的灰度投影曲线；

最优导线获取步骤，将所述接触网刚性导线定位的灰度投影曲线结合导线空间分布模型，从导线空间分布模型中，基于欧式距离最优解，选择偏移量方差最小值所对应的m个接触网刚性导线为最优接触网刚性导线；m小于等于n/2；

导线轮廓位置获取步骤，根据所述最优接触网刚性导线，通过接触网刚性导线定位识别方法得到最优接触网刚性导线轮廓；