一种接触线磨耗测量方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种接触线磨耗测量方法及系统，其方法包括：基于线阵相机对接触线磨耗部位进行扫描成像，得到目标图像；对所述目标图像进行分析，确定所述目标图像的灰度分布特性以及边缘梯度特性，并确定接触线磨耗区域；基于所述接触线磨耗区域，计算出接触线磨耗数值。提升检测分辨率，降低检测误差，实现测量过程完全自动化，同时，能够实现全程接触线表面轮廓的采集，无需占道检测，也无需检修人员登上车顶，高效、安全。安全。安全。

【技术实现步骤摘要】
一种接触线磨耗测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及轨道运输
，特别涉及一种接触线磨耗测量方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，接触线是电力机车的关键部件，在使用过程中会因为与受电弓的摩擦而产生磨耗，磨耗的大小以及均匀性直接影响供电性能，当接触线的磨耗达到一定的程度或者磨耗的不均匀性超出标准的范围则需要立即更换；
[0003]目前，对于接触线磨耗的检测主要采用人工检查，通过目力观察接触线结构表面的缺陷，通过选取3处磨耗区域最多的点用游标卡尺进行测量；也有通过图像的自动检测方法，采用LED或者激光作为补光源，通过高速高清面阵相机拍摄接触线图片，经过图像分析，得出接触线磨耗。但是，人工巡检耗时、低效、主观性强，采样点数量有限，已不能满足现代轨道交通更快、更准、自动化的检测需求，测试误差较大，尚不能满足运营维护的要求；
[0004]因此，本专利技术提供了一种接触线磨耗测量方法及系统，用以提升检测分辨率，降低检测误差，实现测量过程完全自动化，能够实现全程接触线表面轮廓的采集，无需占道检测，也无需检修人员登上车顶，高效、安全。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种接触线磨耗测量方法及系统，用以实现全自动化检测，提升检测分辨率、降低检测误差，同时提高了检测安全系数。
[0006]本专利技术提供了一种接触线磨耗测量方法，包括：
[0007]步骤1：基于线阵相机对接触线磨耗部位进行扫描成像，得到目标图像；
[0008]步骤2：对所述目标图像进行分析，确定所述目标图像的灰度分布特性以及边缘梯度特性，并确定接触线磨耗区域；
[0009]步骤3：基于所述接触线磨耗区域，计算出接触线磨耗数值。
[0010]优选的，一种接触线磨耗测量方法，步骤1中，基于线阵相机对接触线磨耗部位进行扫描成像，得到目标图像，包括：
[0011]基于预设扫描区域划分方法将接触线磨耗部位划分为N个待扫描区域，其中，N至少为两个；
[0012]基于N个激光结构光分别对所述N个待扫描区域进行照射，在所述N个待扫描区域中的接触线表面形成特征亮线；
[0013]基于所述特征亮线判断所述N个待扫描区域的激光结构光照射是否达到图像扫描需求；
[0014]若达到，基于线阵相机对N个待扫描区域中的接触线表面的特征亮线进行图像扫描，得到N个子扫描图像，并将所述N个子扫描图像进行融合，得到最终目标图像；
[0015]否则，重新分别对所述N个待扫描区域进行照射，直至达到图像扫描需求。
[0016]优选的，一种接触线磨耗测量方法，步骤1中，基于线阵相机对接触线磨耗部位进
行扫描成像，得到目标图像，还包括：
[0017]获取目标图像，并基于预设规则检验所述目标图像是否存在失真；
[0018]若存在，确定所述目标图像中的畸变图像区域，其中，所畸变图像区域至少为一个；
[0019]基于预设图像数据库，从历史磨耗部位图像中查找磨耗部位对应的标准扫描图像，同时，将所述畸变图像区域划分为M个畸变图像子区域；
[0020]基于所述标准扫描图像，确定M个畸变图像子区域中像素点矫正前后的坐标转换关系；
[0021]基于所述坐标转换关系，确定所述M个畸变图像子区域中畸变点对应的图像矫正坐标，并确定所述畸变点的坐标矫正范围；
[0022]基于所述畸变点的坐标矫正范围构建坐标矫正模型，并将所述畸变点的图像矫正坐标输入所述坐标矫正模型，得到对所述M个畸变图像子区域中畸变点坐标矫正后的矫正坐标；
[0023]基于所述矫正坐标对所述目标图像进行矫正，得到第一处理图像；
[0024]获取所述标准扫描图像与第一处理图像对应的图像数据，并基于预设信号转换规则将图像数据对应的模拟信号转换为数字信号；
[0025]基于所述标准扫描图像与第一处理图像对应的数字信号，分别获取所述标准扫描图像的第一颜色数值以及所述第一处理图像的第二颜色数值，并基于所述第一颜色数值以及第二颜色数据确定对所述第一处理图像的颜色值矫正系数；
[0026]基于所述颜色值矫正系数对所述第一处理图像的颜色进行矫正，得到最终扫描图像。
[0027]优选的，一种接触线磨耗测量方法，得到最终扫描图像后，还包括：
[0028]获取得到的最终扫描图像，同时，确定所述最终扫描图像对应的拍摄场景参数；
[0029]基于所述拍摄场景参数，从预设关系库中查找所述拍摄场景参数与保存格式之间的对应关系，并基于所述对应关系确定所述最终扫描图像对应的目标保存格式；
[0030]其中，所述目标保存格式为预设图像文件保存格式中的一种，且所述预设图像文件保存格式包括图像处理软件中可导出的图像文件格式中的至少一种格式；
[0031]基于所述目标保存格式将所述最终扫描图像在预设保存区域中进行保存。
[0032]优选的，一种接触线磨耗测量方法，步骤2中，对所述目标图像进行分析，确定所述目标图像的灰度分布特性以及边缘梯度特性，并确定接触线磨耗区域，包括：
[0033]获取目标图像，并对所述目标图像进行灰度化处理，得到灰度化图像；
[0034]从所述灰度化图像中提取G个预设点的灰度值，并确定每个灰度值出现的频率，其中，所述G个预设点至少为两个；
[0035]基于所述每个灰度值出现的频率，确定所述灰度化图像的灰度值区间，并基于所述灰度值区间确定所述目标图像的灰度分布特征；
[0036]基于所述灰度分布特征，确定所述目标图像在水平方向和垂直方向上的算子参数，并基于所述算子参数确定所述目标图像的噪点偏导数；
[0037]基于所述噪点偏导数确定对所述目标图像的去噪系数，根据所述去噪系数对所述目标图像进行去噪处理，并在去噪完成后确定所述目标图像在水平方向和垂直方向的边缘
梯度信息；
[0038]对所述目标图像在水平方向和垂直方向的边缘梯度信息进行平滑处理，得到所述目标图像的边缘梯度特性；
[0039]基于所述目标图像的边缘梯度特性，根据图像阈值化方法确定所述目标图像中接触线的前景目标，并基于预设方法滤除目标图像中的伪接触线，得到标准图像；
[0040]基于预设直线检测算子，对所述标准图像进行拟合，得到所述接触线底部轮廓图像，并基于所述边缘梯度特性确定所述接触线线曲轮廓；
[0041]基于所述接触线线曲轮廓确定所述接触线磨耗区域。
[0042]优选的，一种接触线磨耗测量方法，步骤3中，计算出接触线磨耗数值，包括：
[0043]获取接触线磨耗区域对应的扫描图像，其中，所述接触线磨耗区域对应的扫描图像中包含基于通过线阵相机获取到的接触线上形成的特征亮线；
[0044]基于所述接触线磨耗区域对应的扫描图像，确定所述接触线的当前轮廓特征，并基于预设数据转换规则，得到所述当前轮廓特征对应的当前轮廓数据；
[0045]获取弓网电流以及接触线上的接触力对所述接触线磨耗值的影响因子，并基于所述影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接触线磨耗测量方法，其特征在于，包括：步骤1：基于线阵相机对接触线磨耗部位进行扫描成像，得到目标图像；步骤2：对所述目标图像进行分析，确定所述目标图像的灰度分布特性以及边缘梯度特性，并确定接触线磨耗区域；步骤3：基于所述接触线磨耗区域，计算出接触线磨耗数值。2.根据权利要求1所述的一种接触线磨耗测量方法，其特征在于，步骤1中，基于线阵相机对接触线磨耗部位进行扫描成像，得到目标图像，包括：基于预设扫描区域划分方法将接触线磨耗部位划分为N个待扫描区域，其中，N至少为两个；基于N个激光结构光分别对所述N个待扫描区域进行照射，在所述N个待扫描区域中的接触线表面形成特征亮线；基于所述特征亮线判断所述N个待扫描区域的激光结构光照射是否达到图像扫描需求；若达到，基于线阵相机对N个待扫描区域中的接触线表面的特征亮线进行图像扫描，得到N个子扫描图像，并将所述N个子扫描图像进行融合，得到最终目标图像；否则，重新分别对所述N个待扫描区域进行照射，直至达到图像扫描需求。3.根据权利要求1所述的一种接触线磨耗测量方法，其特征在于，步骤1中，基于线阵相机对接触线磨耗部位进行扫描成像，得到目标图像，还包括：获取目标图像，并基于预设规则检验所述目标图像是否存在失真；若存在，确定所述目标图像中的畸变图像区域，其中，所畸变图像区域至少为一个；基于预设图像数据库，从历史磨耗部位图像中查找磨耗部位对应的标准扫描图像，同时，将所述畸变图像区域划分为M个畸变图像子区域；基于所述标准扫描图像，确定M个畸变图像子区域中像素点矫正前后的坐标转换关系；基于所述坐标转换关系，确定所述M个畸变图像子区域中畸变点对应的图像矫正坐标，并确定所述畸变点的坐标矫正范围；基于所述畸变点的坐标矫正范围构建坐标矫正模型，并将所述畸变点的图像矫正坐标输入所述坐标矫正模型，得到对所述M个畸变图像子区域中畸变点坐标矫正后的矫正坐标；基于所述矫正坐标对所述目标图像进行矫正，得到第一处理图像；获取所述标准扫描图像与第一处理图像对应的图像数据，并基于预设信号转换规则将图像数据对应的模拟信号转换为数字信号；基于所述标准扫描图像与第一处理图像对应的数字信号，分别获取所述标准扫描图像的第一颜色数值以及所述第一处理图像的第二颜色数值，并基于所述第一颜色数值以及第二颜色数据确定对所述第一处理图像的颜色值矫正系数；基于所述颜色值矫正系数对所述第一处理图像的颜色进行矫正，得到最终扫描图像。4.根据权利要求3所述的一种接触线磨耗测量方法，其特征在于，得到最终扫描图像后，还包括：获取得到的最终扫描图像，同时，确定所述最终扫描图像对应的拍摄场景参数；基于所述拍摄场景参数，从预设关系库中查找所述拍摄场景参数与保存格式之间的对应关系，并基于所述对应关系确定所述最终扫描图像对应的目标保存格式；
其中，所述目标保存格式为预设图像文件保存格式中的一种，且所述预设图像文件保存格式包括图像处理软件中可导出的图像文件格式中的至少一种格式；基于所述目标保存格式将所述最终扫描图像在预设保存区域中进行保存。5.根据权利要求1所述的一种接触线磨耗测量方法，其特征在于，步骤2中，对所述目标图像进行分析，确定所述目标图像的灰度分布特性以及边缘梯度特性，并确定接触线磨耗区域，包括：获取目标图像，并对所述目标图像进行灰度化处理，得到灰度化图像；从所述灰度化图像中提取G个预设点的灰度值，并确定每个灰度值出现的频率，其中，所述G个预设点至少为...

【专利技术属性】
技术研发人员：车显达，刘冶，李云龙，
申请(专利权)人：北京运达华开科技有限公司，
类型：发明
国别省市：