[发明专利]一种受电弓损耗检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种受电弓损耗检测方法。本发明还涉及一种受电弓损耗检测系统。

背景技术

铁路机车受电弓是电力驱动轨道列车运行时从电网方法中获取电能的装置，在列车的行进过程中，受电弓碳滑板由于与接触网导线接触而发生电气磨耗和滑动磨耗是必然的，当受电弓碳滑板磨损到一定程度时，很容易引发拉网或卡网以及暂时性断电等状况，进而可能造成重大的铁路安全事故。由于受电弓滑板与接触网导线接触点处于滑板中间位置，所以主要磨损区域是滑板的中心区域，因而会导致受电弓滑板的磨损形状类似于一个开口向下的抛物曲线。对于受电弓滑板而言，其最大磨损量是其状态的重要指标，因此可以通过受电弓滑板的最大磨耗量来判断其状态是否良好。检测方法只需检测出受电弓滑板的最大磨耗量，将此磨耗量与电力机车受电弓滑板标准进行对比，便可判断出受电弓滑板的实时状态。

因此，通过对受电弓碳滑板进行实时检测，可以及时、正确地发现受电弓运行时的不良状态，对于保障铁路机车正常运行以及电网安全等具有非常重要的意义。目前，受电弓检测检测手段主要分为人工检测、接触式检测、非接触式检测。人工检测由铁路检修人员登上机车顶部，观察受电弓有无异常或磨损，或使用专业测量工具测量受电弓碳滑板的磨耗等。接触式检测利用安装在受电弓上的加速度传感器和压力传感器对弓网间的接触压力进行检测，作为判断受电弓与导线之间的位置关系的依据。随着激光、超声波等测距技术的发展，国内外提出了各类非接触式测距检测方法，并应用于铁路机车受电弓检测领域。

然而，传统的检测方式效率低、投资高、工作量大、精度和准确度不高，随着我国高速铁路的快速发展及铁路提速、行车密度加大等原因，传统检测铁路机车受电弓的方式正逐渐被淘汰。

因此，如何在顺利实现对受电弓损耗的检测基础上，提高检测效率和精度，降低生产成本和人工成本，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种受电弓损耗检测方法，能够在顺利实现对受电弓损耗的检测基础上，提高检测效率和精度，降低生产成本和人工成本。本发明的另一目的是提供一种受电弓损耗检测系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种受电弓损耗检测方法，包括：

对受电弓滑板磨损表面进行结构光投射，并获取其轮廓结构光条纹图像；

通过预设提取算法提取所述轮廓结构光条纹图像的中心线光条纹图像；

在预设坐标系内计算所述中心线光条纹图像的最大凹陷深度的像素量；

利用预设的像素与实际距离的比例关系，将所述像素量换算为损耗量。

优选地，对受电弓滑板磨损表面进行结构光投射，并获取其轮廓结构光条纹图像，具体包括：

通过激光发射器发射的平面激光与受电弓滑板磨损表面相交，以形成高亮的激光轮廓曲线；

通过图像采集设备拍摄受电弓滑板的磨损表面，并获取其轮廓结构光条纹图像。

优选地，在对受电弓滑板磨损表面进行结构光投射之前，还包括：

通过基于2D平面棋盘标靶技术对所述图像采集设备的拍摄参数进行标定，以确定拍摄图像上的像素与实际距离的比例关系。

优选地，在获取所述轮廓结构光条纹图像之后，且在提取所述中心线光条纹图像之前，还包括：

通过内置算法凸显所述轮廓结构光条纹图像的特征区域；

通过滤波器对所述轮廓结构光条纹图像的特征区域进行滤波处理，以去除图像噪点；

对所述轮廓结构光条纹图像的特征区域进行非线性变化，以增强与非特征区域的图像对比度。

优选地，通过预设提取算法提取所述轮廓结构光条纹图像的中心线光条纹图像，具体包括：

扫描所述轮廓结构光条纹图像，并在宽度方向上寻找不同长度位置的灰度值最大的像素点；

在当前长度位置以灰度值最大的像素点为中心，在其宽度方向上的两侧随机选择若干个像素点，并计算当前长度位置在宽度方向上的灰度重心。

优选地，在预设坐标系内计算所述中心线光条纹图像的最大凹陷深度的像素量，具体包括：

将所述中心线光条纹图像平移到平面二维坐标系中；

确定所述中心线光条纹图像上凹陷部分的两端端点，并将两端端点相连，获取辅助线；

遍历所述中心线光条纹图像上凹陷部分的各个像素点至所述辅助线的垂直长度，并选择其中的最大值为最大凹陷深度的像素量。

优选地，在预设坐标系内计算所述中心线光条纹图像的最大凹陷深度的像素量，具体包括：