一种接触网定位器线夹图像检测方法技术

本发明专利技术提供一种接触网定位器线夹图像检测方法，随着接触网故障检测技术的发展，接触网悬挂装置可以得到定位装置的海量高清图像的线下故障排查，为了提高故障检测的效率和准确性，本发明专利技术基于图像处理方法，通过对定位线夹区域的结构特征设计定位线夹区域的检测算法，该方法对于背景复杂、光照不均匀、含噪声等现场实际图像具有良好的实用性。

An Image Detection Method for Catenary Locator Clamp

The invention provides an image detection method for catenary locator clamp. With the development of catenary fault detection technology, catenary suspension device can obtain a large number of high-definition images of locating device for off-line fault detection. In order to improve the efficiency and accuracy of fault detection, the present invention is based on image processing method and designs locating clamp area by structural characteristics of locating clamp area. Domain detection algorithm, this method has good practicability for real scene images such as complex background, uneven illumination, noise and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种接触网定位器线夹图像检测方法
本专利技术涉及图像检测领域，具体涉及一种接触网定位器线夹图像检测方法。
技术介绍
在高速铁路的接触网悬挂装置中，定位线夹连接着接触线和支持装置，承受着弓网最大冲击力和接触线张力，是最重要也是最薄弱的零部件，实际运营中多次发生松动、脱落等故障，其严重故障甚至造成接触线脱落引发弓网事故，目前定位线夹的检测方式主要是人工线路巡检和人工查看高清图像的方式，费时费力。图像处理的高精度、高效率、自动化等优点使得其在接触网悬挂智能化检测中的应用越来越广泛，目前已经实现了基于图像处理的定位器坡度检测、定位器识别等。然而国内外针对定位线夹的目标检测及故障分析研究很少，实际工程中也尚无先例。本专利技术提供一种基于图像处理的定位线夹的自动定位及提取局部图像方法，该方法极大提高了线夹故障的检测效率并为后续故障识别提供一定基础。
技术实现思路
技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种接触网定位器线夹图像检测方法。技术方案：本专利技术提供的一种接触网定位器线夹图像检测方法，本专利技术是通过以下技术方法实现的：步骤1，对接触网定位装置进行图像边缘检测及形态学处理，分割前景和背景；步骤2，在分割后的图像上进行直线检测并选择端点区域为候选区域；步骤3,，在各候选区域内进行纵向直线检测，如果不存在纵向直线，则该区域非定位线夹区域，若存在则进一步判定；步骤4，若纵向直线与横向直线不相交，则该区域非定位线夹区域；如相交，以交点为圆心、横向直线的1/2为半径取圆，该圆与两条直线有3个交点，则判定为T形结构，该区域为定位线夹区域，返回直线端点即为定位线夹坐标。预处理采用LoG算子通过高斯滤波器平滑图像去噪，用一阶偏导有限差分计算梯度幅值和方向，并抑制非极大值，利用双阈值算法，其计算步骤如下：步骤1，求取归一化直方图峰值对应的灰度值：步骤2，求取最小长度分布区(α,β)，使得α≤gmax≤β，区间内灰度概率和＞＝50％；步骤3，求取概率均值：图像预处理，其特征是，具体步骤如下：步骤1：缩小原图像；步骤2：计算归一化直方图概率均值，分区间设置Canny算子梯度阈值，对图像进行边缘检测；步骤3：对边缘图像进行形态学腐蚀、膨胀处理，连接相邻区域。有益效果：本专利技术提供的一种接触网定位器线夹图像检测方法，与现有技术相比，本专利技术对于背景复杂、光照不均、含噪声等现场实际图像均具有良好的适用性，算法检测准确率达到90％以上，极大的提高了检测效率。具体实施方式一种接触网定位器线夹图像检测方法，包括以下步骤：(1)首先对接触网定位线夹的图像进行LoG方法的边缘检测，通过算子提取边缘，计算图像的归一化直方图，根据图像各个灰度值与出现的概率的对应关系，可计算得到灰度概率均值，并依据概率均值分布区间设置阈值，概率均值的计算步骤如下：步骤一：求取归一化直方图峰值对应的灰度值：步骤2：求取最小长度分布区(α,β)，使得α≤gmax≤β，区间内灰度概率和＞＝50％；步骤3：求取概率均值：上述格式中的符号含义如下：g为归一化直方图各灰度值；Pg为归一化直方图中各灰度值对应的概率；gmax为归一化直方图峰值对应的灰度值；gm为灰度概率均值。(2)对图像进行预处理过程，其步骤如下：步骤一：缩小原图像，定位器在图中相对尺寸较大，缩小原图像可不影响定位器检测的基础上提高运算。步骤二：计算归一化直方图概率值，分区间设置梯度阈值步骤三：对边缘图像进行形态学腐蚀、膨胀处处理，连接相邻区域。(3)形态学处理后的边缘图像中，各部件直线特征更加明显，在此基础上进行全局直线检测，再进一步依据长度、位置及角度信息进行聚类筛选，得到符合定位器特征的直线，并提取直线端点区域为候选区域，具体步骤如下：步骤一：根据定位器安装技术标准，定位器的坡度值在一定范围内，对实际采集到的图像中定位器直线角度进行分析，检测并筛选角度范围内的直线。步骤二：对筛选后的直线进行聚类、融合并提取类中心线，包含部件在图像中相对位置、角度及长度关系。步骤三：提取直线端点区域为候选区域，依据直线依据位置信息区分正定位和反定位，并选择左端点和右端点区域作为定位线夹候选区域。(4)对定位线夹的识别，其步骤如下：步骤一：纵向直线检测，在各候选区域内进行纵向直线检测，如果不存在纵向直线，则该区域非定位线夹区域，若存在，则进行下一步判定步骤二：V形特征检测，区域内存在纵向直线，且与横向直线相交，以两直线交点为圆心、横向直线的1/2为半径取圆，该圆与两条直线有3个交点，两直线成V形交叉结构。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接触网定位器线夹图像检测方法，其特征是，包含以下步骤：步骤1，对接触网定位装置进行图像边缘检测及形态学处理，分割前景和背景；步骤2，在分割后的图像上进行直线检测并选择端点区域为候选区域；步骤3,，在各候选区域内进行纵向直线检测，如果不存在纵向直线，则该区域非定位线夹区域，若存在则进一步判定；步骤4，若纵向直线与横向直线不相交，则该区域非定位线夹区域；如相交，以交点为圆心、横向直线的1/2为半径取圆，该圆与两条直线有3个交点，则判定为T形结构，该区域为定位线夹区域，返回直线端点即为定位线夹坐标。

【技术特征摘要】
1.一种接触网定位器线夹图像检测方法，其特征是，包含以下步骤：步骤1，对接触网定位装置进行图像边缘检测及形态学处理，分割前景和背景；步骤2，在分割后的图像上进行直线检测并选择端点区域为候选区域；步骤3,，在各候选区域内进行纵向直线检测，如果不存在纵向直线，则该区域非定位线夹区域，若存在则进一步判定；步骤4，若纵向直线与横向直线不相交，则该区域非定位线夹区域；如相交，以交点为圆心、横向直线的1/2为半径取圆，该圆与两条直线有3个交点，则判定为T形结构，该区域为定位线夹区域，返回直线端点即为定位线夹坐标。2.根据权利要求1所述的图...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨飏，
申请(专利权)人：南京铁道职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32