接触网硬点检测方法、电子设备及可读存储介质技术

本发明专利技术提供一种接触网硬点检测方法、电子设备及可读存储介质。该接触网硬点检测方法，通过获取目标的边缘图像坐标；根据所述边缘图像坐标，获取目标在世界坐标系中的高度信息；对所述高度信息进行多项式拟合，并对多项式求导求解每个点的加速度信息，根据所述加速度信息，检测接触网硬点。上述检测方法采用非接触的方式检测接触网硬点，相比接触式的检测方法，减少对受电弓的改造，通过对图像算法来检测受电弓在竖直方向的加速度，用户可在图像中看到受电弓明显的振动，便于分辨，可视化程度高，同时上述接触网硬点检测方法采用独创的图像算法，检测效率高。

【技术实现步骤摘要】
接触网硬点检测方法、电子设备及可读存储介质
本专利技术涉及铁路接触网检测
，尤其涉及一种接触网硬点检测方法、电子设备及可读存储介质。
技术介绍
电力机车在运行中，机车受电弓与接触线接触力的变化是非常复杂的，通常我们称引起机车受电弓与接触线的接触力突然变化的地点为接触硬点，统称硬点,接触网上引起接触力突然变化的地点为接触网硬点。接触网硬点的检测是弓网检测的重要组成部分。接触网上的硬点会对高速运行的受电弓造成撞击，轻则损伤受电弓滑板，重则击碎受电弓弓头。如果受电弓弓头受到破坏，而受电弓又没有自动降弓装置，受损的受电弓就会继续拖挂接触网，继而造成接触网的严重破坏。现在接触网硬点的检测方式一般为人工巡视或者采用静态检测设备进行检测。人工巡视效率低、检测时间长、因视觉疲劳而漏检的可能性大；静态检测设备虽然精度很高但是需要手动挂接到接触网上进行测量，存在上线困难、带电操作危险风险、劳动强度大、效率低等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种接触网硬点检测方法、电子设备及可读存储介质，以解决现有接触网硬点的检测方法存在检测效率低、可视化差的问题。基于上述目的，本专利技术提供了一种接触网硬点检测方法，包括如下步骤：获取受电弓弓角位置的图像，并选取最大灰度值在预设灰度值范围内的图像作为目标图像；对所述目标图像进行阈值分割，并根据受电弓静止时获取的图像获取在预设反光区域面积范围内的目标反光区域面积；根据所述目标反光区域面积，获取目标的边缘图像坐标；根据所述边缘图像坐标，获取目标在世界坐标系中的高度信息；对所述高度信息进行多项式拟合，并对多项式求导求解每个点的加速度信息，根据所述加速度信息，检测接触网硬点。进一步地，获取受电弓弓角位置的图像，包括通过成像设备拍摄到受电弓在静止和运动时在受电弓弓角位置的反光贴的图像；一种实施方式中，成像设备由线阵相机与近红外激光器组成，两者按照一定标准集成在一个设备中，确保近红外激光器发射的激光与线阵相机的光轴同线；另一种实施方式，成像设备由线阵相机与LED灯组成，两者按照一定标准集成在一个设备中，确保LED灯发射的光与线阵相机的光轴同线。进一步地，选取最大灰度值在预设灰度值范围内的图像作为目标图像，包括判断受电弓弓角位置的图像的最大灰度值是否大于50，若大于50，则认为图像中可能存在目标对象，选取该图像作为目标图像；若不大于50，则认为目标可能不存在，丢弃该图像，获取下一张图像。进一步地，根据受电弓静止时获取的图像获取在预设反光区域面积范围内的目标反光区域面积，包括根据受电弓静止时获取的图像，计算反光区域面积，若反光区域面积大于8000，则选择该反光区域面积作为目标反光区域面积。进一步地，还包括，若反光区域面积不大于8000，则对反光区域面积依次进行高通滤波和图像增强，使反光区域面积大于8000；优选地，所述图像增强为采用灰度拉伸的方法进行图像灰度增强。进一步地，根据所述目标反光区域面积，获取目标的边缘图像坐标，包括判断当前图像是否为第一张或者目标找到标志位是否为0，若不为第一张图像或者目标找到标志位不为0，则根据所述目标反光区域面积，获取目标的边缘图像坐标。进一步地，还包括，判断当前图像是否为第一张或者目标找到标志位是否为0，若为第一张图像或者目标找到标志位为0，则对整个当前图像进行搜索判断，最终确定目标所在位置，完成目标位置初始化，最后根据所述目标反光区域面积，获取目标的边缘图像坐标。进一步地，获取目标的边缘图像坐标，包括获取目标的区域范围，根据目标的区域范围获取图像的灰度方差和灰度均值；根据灰度方差和灰度均值，选择相应的阈值分割方式对图像进行阈值分割；对阈值分割后的图像依次进行闭操作、开操作和干扰排除；获取干扰排除后图像中目标的最大范围，判断目标是否在目标的区域范围内，若目标超过了目标的区域范围，则更新目标的区域范围，否则则不更新；统计目标个数，当目标个数超过两个时，通过差操作，消去非目标区域；当目标个数只有一个时，做整体区域处理；根据目标个数，获取目标参数信息；判断目标参数信息是否在正常的范围内，若是，则确定目标，提取边缘信息，以获取目标的边缘图像坐标。进一步地，根据灰度方差和灰度均值，选择相应的阈值分割方式对图像进行阈值分割，包括判断灰度方差是否小于36且灰度均值是否小于100，若灰度平均值>100或者灰度方差≥36时，采取固定阈值的阈值分割方法对图像进行阈值分割；若灰度平均值≤100且灰度方差<36时，采用动态阈值分割的方式对图像进行阈值分割。此外，本专利技术还提供了一种电子设备，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程序时实现上述接触网硬点检测方法。此外，本专利技术还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述接触网硬点检测方法。从上面所述可以看出，本专利技术提供的接触网硬点检测方法，包括如下步骤：获取受电弓弓角位置的图像，并选取最大灰度值在预设灰度值范围内的图像作为目标图像；对所述目标图像进行阈值分割，并根据受电弓静止时获取的图像获取在预设反光区域面积范围内的目标反光区域面积；根据所述目标反光区域面积，获取目标的边缘图像坐标；根据所述边缘图像坐标，获取目标在世界坐标系中的高度信息；对所述高度信息进行多项式拟合，并对多项式求导求解每个点的加速度信息；根据所述加速度信息，检测接触网硬点。通过上述接触网硬点检测方法，采用非接触的方式检测接触网硬点，相比接触式的检测方法，减少对受电弓的改造，通过对图像算法来检测受电弓在竖直方向的加速度，用户可在图像中看到受电弓明显的振动，便于分辨，可视化程度高，同时上述接触网硬点检测方法采用独创的图像算法，检测效率高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中接触网硬点检测方法的流程图；图2为本专利技术实施例中接触网硬点检测装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例中反光贴的设置图；图4为本专利技术实施例中接触网硬点检测装置的工作示意图；图5为本专利技术实施例中成像设备所拍摄到的受电弓在运动时反光贴的成像图；图6为本专利技术实施例中接触网硬点检测方法的一种具体流程图；图7为图6中目标区域处理步骤的具体流程图；图8为图5中反光贴的图像经过阈值分割的图；图9为本专利技术实施例中电子设备硬件结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。需本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接触网硬点检测方法，包括如下步骤：/n获取受电弓弓角位置的图像，并选取最大灰度值在预设灰度值范围内的图像作为目标图像；/n对所述目标图像进行阈值分割，并根据受电弓静止时获取的图像获取在预设反光区域面积范围内的目标反光区域面积；/n根据所述目标反光区域面积，获取目标的边缘图像坐标；/n根据所述边缘图像坐标，获取目标在世界坐标系中的高度信息；/n对所述高度信息进行多项式拟合，并对多项式求导求解每个点的加速度信息，根据所述加速度信息，检测接触网硬点。/n

【技术特征摘要】
1.一种接触网硬点检测方法，包括如下步骤：
获取受电弓弓角位置的图像，并选取最大灰度值在预设灰度值范围内的图像作为目标图像；
对所述目标图像进行阈值分割，并根据受电弓静止时获取的图像获取在预设反光区域面积范围内的目标反光区域面积；
根据所述目标反光区域面积，获取目标的边缘图像坐标；
根据所述边缘图像坐标，获取目标在世界坐标系中的高度信息；
对所述高度信息进行多项式拟合，并对多项式求导求解每个点的加速度信息，根据所述加速度信息，检测接触网硬点。


2.根据权利要求1所述的接触网硬点检测方法，其特征在于，获取受电弓弓角位置的图像，包括通过成像设备拍摄到受电弓在静止和运动时在受电弓弓角位置的反光贴的图像。


3.根据权利要求1或2所述的接触网硬点检测方法，其特征在于，选取最大灰度值在预设灰度值范围内的图像作为目标图像，包括，
判断受电弓弓角位置的图像的最大灰度值是否大于50，若大于50，则认为图像中可能存在目标对象，选取该图像作为目标图像；若不大于50，则认为目标可能不存在，丢弃该图像，获取下一张图像。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的接触网硬点检测方法，其特征在于，根据受电弓静止时获取的图像获取在预设反光区域面积范围内的目标反光区域面积，包括根据受电弓静止时获取的图像，计算反光区域面积，若反光区域面积大于8000，则选择该反光区域面积作为目标反光区域面积。


5.根据权利要求4所述的接触网硬点检测方法，其特征在于，还包括，若反光区域面积不大于8000，则对反光区域面积依次进行高通滤波和图像增强，使反光区域面积大于8000；优选地，所述图像增强为采用灰度拉伸的方法进行图像灰度增强。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的接触网硬点检测方法，其特征在于，根据所述目标反光区域面积，获取目标的边缘图像坐标，包括，
判断当前图像是否为第一张或者目标找到标志位是否为0，若不为第一张图像或者目标找到标志位不为0，则根据所述目标反光区域面积，获取目标的边缘图像坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨贝贝，王俊平，陈胜蓝，毛慧华，黄鹏辉，彭湃，胡思泽，沈云波，文任飞，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43