[发明专利]高铁接触网棒式绝缘子不良状态检测的快速模糊匹配方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像智能检测领域，尤其是提高图像匹配快速性、故障检测精确性技术领域。

背景技术

高速铁路牵引供电线路为保证动车组的正常运行，必须具备两个基本条件，一是为传输电流的导线提供机械支撑；二是防止电流对地形成通道接地，而绝缘子就具备这两种功能，绝缘子在输电线路中占有重要地位。接触网上的绝缘子长期受到机械负荷作用、强电场作用以及环境气候影响，会对绝缘子造成不同程度的损坏。一旦绝缘子发生破损，就会降低乃至丧失绝缘能力，致使接触网在雷雨、大雾等天气发生线路短路、绝缘击穿等故障，引发动车组供电中断，造成运输秩序的混乱、危及工作人员的人身安全、造成严重的经济损失和不良的社会影响。因此，通过对绝缘子的定位和检测，可以有效提高供电区段检修速度、工作效率以及供电的可靠性。

目前国内外对绝缘子不良检测使用的检测方法主要有：观察法；常用工具检测法；红外测温法；超声波检测法等。这些检测方法都取得了一定的效果，但不少方法存在设备昂贵笨重、危险性高、测量不准确、检测任务重强度大、抗干扰能力差等问题。基于图像处理的绝缘子检测也有部分研究，如：刘国海利用图像处理技术完成对架空线路绝缘子的识别定位及破损检测；葛玉敏利用数字形态学对绝缘子图像进行了边缘检测；仲莉恩利用边缘方向直方图对绝缘子进行检测；王慧燕提出了一种通过动态处理瓷瓶图像实现的瓷瓶裂纹实时检测方案。虽然已有研究对绝缘子检测做出了不少工作，但由于接触网悬挂装置图像过于复杂，直接通过图像处理方法对高铁接触网棒式绝缘子检测和分析，国内外还未见相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高铁接触网棒式绝缘子不良状态检测的快速模糊匹配方法。该方法保证了目标图像匹配的快速性及故障检测的精确性。

高铁接触网棒式绝缘子不良状态检测的快速模糊匹配方法，在接触网棒式绝缘子不良状态检测中保证了目标图像匹配的快速性及故障检测的精确性，其具体工作步骤包含：

A、目标图像采集：由于综合列检车在拍摄照片的过程中受上行、下行的影响，会造成绝缘子相反效果的遮挡，为了便于分析，需将上行、下行拍摄的图像分别储存在两个图像库中；

B、根据绝缘子现场安装位置的特点，本发明在匹配的过程中对模板图像做相应的变换处理，得到所需的水平模板、30°模板、60°模板；

C、利用归一化互相关函数模糊匹配定位绝缘子：

a、本发明引入归一化互相关函数法对目标棒式绝缘子进行定位。归一化互相关算法是基于灰度图像匹配技术中经典的算法，匹配准确度较高，鲁棒性较好。

设待匹配绝缘子I图像的像素大小为M×N，模板T的像素大小为m×n。从图像I中任意选取一块像素大小为m×n的子图I_x,y，其左上角的图像I坐标为(x,y)，此坐标范围为0≤x≤M-m，0≤y≤N-n。其中，M,N分别为带匹配图像的行数和列数，m,n分别为模板像素的行数和列数。子图I_x,y和模板T的归一化互相关值R_(x，y)定义为：