本发明专利技术公开了一种基于红外图像处理实现对接触网几何参数检测的方法，(a)将红外热像仪安装在行驶机车车顶，红外热像仪连接用于红外图像处理、存储的主机；（b）通过红外热像仪对受电弓拍摄的红外图像，制作受电弓模型，并度量受电弓模型的相关参数；（c）对红外热像仪拍摄的红外图像进行导高标定；（d）通过红外热像仪不断地对受电弓的位置进行采集，并传送至主机进行处理，并对红外图像进行受电弓模型匹配计算，计算出当前接触线与受电弓的相交点位置，从而计算出拉出值和导高，所述拉出值为接触线到受电弓中心的距离，所述导高为受电弓弓面距离车顶的垂直距离。本发明专利技术采用上述方法，能够实现长期稳定的工作，提供抗干扰性，且能够降低成本。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，(a)将红外热像仪安装在行驶机车车顶，红外热像仪连接用于红外图像处理、存储的主机；（b）通过红外热像仪对受电弓拍摄的红外图像，制作受电弓模型，并度量受电弓模型的相关参数；（c）对红外热像仪拍摄的红外图像进行导高标定；（d）通过红外热像仪不断地对受电弓的位置进行采集，并传送至主机进行处理，并对红外图像进行受电弓模型匹配计算，计算出当前接触线与受电弓的相交点位置，从而计算出拉出值和导高，所述拉出值为接触线到受电弓中心的距离，所述导高为受电弓弓面距离车顶的垂直距离。本专利技术采用上述方法，能够实现长期稳定的工作，提供抗干扰性，且能够降低成本。【专利说明】
本专利技术涉及机车接触网参数检测领域，具体是。
技术介绍
接触网几何参数是评价接触网状态的重要指标之一，其工作状态直接影响行车安全。目前主要计算接触网几何参数主要采用如下集中方式: 1、接触式，通过在受电弓上加装传感器方式，进行测量接触网拉出值，通过安装角位移编码器进行导高测量，这种采用接触式测量的方式，一般是安装在检测车或者作业车(检测车辆)上，由于本身的自重会影响受电弓的动力学参数，对行车安全有一定隐患，不适应高速列车的检测，而且相对精度也不高，也不适合安装在机车(营运车辆)上。2、采用激光扫描仪的方式进行接触网几何参数检测，一般都是检测车、作业车或者机车车顶安装激光雷达，通过激光扫描仪的参数进行计算，激光扫描仪在检测车或者作业车上还基本上可以工作，应连续检测工作时间不长，而且使用率也不是很高，但如果加装在运行机车上，激光扫描仪几乎无法胜任连续工作的工况。同时激光扫描仪受太阳光等环境影响也比较大，影响检测的干扰因素也较多。3、采用双目的线阵相机进行接触网几何参数检测，该方法需要采用两组单目线阵相机进行几何参数检测，同时需要使用激光光源进行补光，太阳光等也对激光有一定影响，同时成本比较高。4、采用多个可见光CXD成像技术进行接触网几何参数测量，采用CXD可见光成像，对补光要求高(大视场的补光要求供电功率高、长时间工作的寿命等难也解决，而且在运营机车上安装大功率补光灯影响行车安全，同时还受白天太阳光的影响)，要求对成像视场范围进行清晰补光，否则成像质量低，直接影响对几何参数的计算，另外也得利用多台CCD成像，利用双目成像机制，才能对接触网几何参数进行检测。
技术实现思路
本专利技术提供了，解决了目前的接触网几何参数检测方法抗干扰性较差，精度不高，同时成本很高的问题。本专利技术的另一个目的是在进行接触网几何参数检测的时候，能够对出现超限值的情况进行自动报警。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:，包括以下步骤: (a)将红外热像仪安装在行驶机车车顶，并使其与受电弓正对，红外热像仪连接用于红外图像处理、存储的处理主机； (b)通过红外热像仪对受电弓拍摄的红外图像，制作受电弓模型，并度量受电弓模型的相关参数； (C)对红外热像仪拍摄的红外图像进行导高标定，所述导高为接触网到轨面的垂直高度； Cd)通过红外热像仪不断地对受电弓的位置进行采集，并传送至主机进行处理，并对红外图像进行受电弓模型匹配计算，计算出当前接触线与受电弓的相交点位置，从而计算出拉出值，所述拉出值为接触线到受电弓中心的距离；还能够计算受电弓弓面距离车顶的垂直距离，从而计算出导高。进一步地，所述步骤(b)的具体过程为: (bl)通过红外热像仪拍摄距车顶1.6m位置的受电弓图像； (b2)对受电弓图像进行预处理； (b3)对受电弓图像进行截取处理，保留受电弓区域； (b4)擦除非受电弓图像的相关像素干扰点； (b5)对受电弓图像中的弓底长、左非接触区长、弓顶长、右非接触区长进行度量； (b6)保存受电弓模型和度量数据。进一步地，所述预处理包括灰度化和二值化处理。进一步地，所述步骤(b4)之后，对红外图像进行裁剪，将红外图像左右非对称区域裁剪掉。进一步地，所述步骤(C)的具体过程为: (Cl)采集距离车顶不同高度下的受电弓图像； (c2)依次对比受电弓模型，输出受电弓图像高度，并完成采集； (c3)根据采集到的数据集，按照分段线性插值标定计算，并保存标定结果。进一步地，所述步骤(d)的具体过程为: (dl)根据不同的车号，加载对应的受电弓模型及标定数据； (d2)将红外热像仪采集到的红外图像进行加载，并进行预处理，包括灰度化和二值化处理； (d3)将二值化处理后的红外图像与受电弓模型进行匹配，获取红外图像的受电弓区域轮廓； (d4)根据受电弓模型的标定数据，计算出受电弓的弓顶高度，并转化为接触网导高参数； (d5)根据直线相交原理，计算出当前接触线与受电弓弓顶的相交点位置，根据相交点位置计算出接触网拉出值。进一步地，所述步骤(d3)的具体过程为: 1)载入受电弓模型、模型原始高度和缩放系数； 2)以描边的方式提取图像轮廓； 3)创建输出结果的矩阵； 4)采用归一化相关匹配法，在模板块和图像轮廓之间寻找匹配，并获得匹配结果集； 5)对查询结果的矩阵进行归一化处理，把0-255的值转换成0-1之间的值； 6)采用极值查找法定位最佳的匹配位置； 7)根据受电弓模型的尺寸和缩放比，计算实际受电弓的位置； 8)根据受电弓的高度和原始受电弓模型高度的差异，缩放弓模型，进行二次查找； 9)重复上面的受电弓模型检索步骤，再次找到匹配受电弓，返回计算的受电弓位置。进一步地，还包括接触线识别步骤，具体识别过程如下: (d31)在受电弓的弓顶区域进行接触线识别，汇总待识别的直线数量，并对待识别的直线按照亮度进行排序； (d32)识别受电弓的当前运行线路状态，线路状态分为户外、隧道、桥梁，如果是户外，根据最高温度原则进行接触线识别；如果是隧道或桥梁，根据最低温度原则进行接触线识别。进一步地，还包括修正步骤，具体过程为:将每一帧红外图像的接触线识别结果与上一帧红外图像的接触线识别结果作对比，如果偏差太大，则做修正处理，按照跟随上一帧的原则，选择当前接触线偏离上一帧位置最近的一条直线作为接触线。进一步地，还包括自动报警步骤，具体为:用户通过设置超限参数，设置导高、拉出值的一级超限值、二级超限值、三级超限值，当发现拉出值或者导高超出设定的各级超限值时，则自动报警。本专利技术具有以下有益效果: (I)本专利技术采用基于红外图像的方式进行接触网几何参数检测，符合主流的非接触式检测方式，不影响行车安全。(2)本专利技术所采用的方法能够全天候工作，抗太阳光干扰强，能够在户外长期稳定工作。(3)本专利技术仅采用一个红外热像仪实现，相对于双目或者多个CXD成像装置而言，成本大幅度降低。【专利附图】【附图说明】图1为红外热像仪、受电弓、接触线、机车的位置关系示意图； 图2为受电弓模型的制作流程图； 图3为受电弓的结构示意图； 图4为实施例3的流程图； 图5为红外图像经过二值化处理后的结构示意图； 图6为实施例4的流程图； 图7为裁剪后的红外图像； 图8为受电弓模型的导高标定流程图； 图9为受电弓红外图像实时采集处理的流程图。【具体实施方式】下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不仅限于此。实施例1: 如图1所示，本实施例所述的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：范国海，杨旭东，李潇，徐腊梅，张辉，
申请(专利权)人：成都国铁电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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