[发明专利]一种基于3D结构光相机的地铁接触网磨耗测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于3D结构光相机的地铁接触网磨耗测量方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1：对接触线的底部轮廓进行扫描，获取接触线轮廓图像，执行S2；

S2：对获取的接触线轮廓图像进行去噪及平滑处理，执行S3；

S3：根据接触线轮廓图像中的接触线轮廓数据判断接触线是否为刚性接触线，若是S5，执行，若不是，执行S4；

S4：在接触线轮廓的两端分别添加多个辅助点，构造曲率突变，执行S5；

S5：筛选表征接触线轮廓边缘的特征点，执行S6；

S6：计算接触线的磨耗角度；

所述S2具体包括以下步骤，

S21：建立坐标系，设点集纵坐标系列为z(i)，取阈值s1=3，执行S22；

S22：计算每个z(i)前后共10个点的平均值ave，比较z(i)后5个点z(j)与ave之差大于s1的个数count1，根据count1不同进行分类处理，执行S23；

S23：阈值s1是否小于3，若是，执行S24，若否，执行S22；

S24：统计每个z(i)前后5个点z(j)在|z(j)-z(i)|s2=1的个数count2，根据count2判断是否该点z(i)为离散群集点，每个z(i)前后5个点的前两个点进行线性外插得到离散群集点的z值，执行S25；

S25：对存在轮廓的地方通过最低点往上扫描得到中心位置，对中心位置的附近区域进行上述操作的反向操作，可进一步削弱离散群集现象，执行S25；

S26，对中心附近区域进行局部平滑；

所述S3具体包括以下步骤，

S31：判断接触线轮廓图像中的接触线轮廓曲率是否具有突变特征，若是，执行S32，若不是，执行S33；

S32：判断该接触线轮廓图像中的接触线为刚性接触线，执行S5；

S33：判断该接触线轮廓图像中的接触线为柔性接触线，执行S4；

或者，所述S3具体包括以下步骤，

S31：扫描柔性的接触线的底部轮廓，获取柔性的接触线轮廓图像，接触线轮廓图像中的接触线轮廓划分为多个数据区间，计算每个数据区间内端点到最低点的水平距离d0，得到柔性线水平距离阈值区间，执行S32；

S32：将接触线轮廓图像中的接触线轮廓划分为多个数据区间，计算每个数据区间内端点到最低点的测量水平距离dn，执行S33；

S33：判断每个数据区间的测量水平距离dn是否均位于柔性线水平距离阈值区间内，若是，执行S34，若否，执行S35；

S34：判断该接触线轮廓图像中的接触线为柔性接触线，执行S4；

S35：判断该接触线轮廓图像中的接触线为刚性接触线，执行S5。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D结构光相机的地铁接触网磨耗测量方法，其特征在于，所述S4具体包括在柔性的接触线轮廓图像的两个端点处向两边按一定间距各添加16个点，强制构造曲率突变。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D结构光相机的地铁接触网磨耗测量方法，其特征在于，所述S5具体包括以下步骤，

S51：将接触线轮廓图像中的接触线轮廓划分为多个数据区间，对每个数据区间内的每个轮廓点的z(i)求一阶差分及二阶差分，执行S52；

S52：根据轮廓点的z(i)求一阶差分及二阶差分求取该轮廓点的曲率，执行S53；

S53：选择每个数据区间内曲率最大的轮廓点z(i)为特征点，执行S54；

S54：将多个特征点进行组合，根据接触线轮廓直径范围筛选特征点，执行S55；

S55：再根据圆弧上两个边缘点，中点、及中点与边缘点中点的纵坐标特征筛选目标特征点。

4.根据权利要求3所述的一种基于3D结构光相机的地铁接触网磨耗测量方法，其特征在于，所述S6具体包括以下步骤，

S61：计算接触线轮廓图像的两端轮廓边缘点的z值，以z值较小的轮廓边缘点为基准点idx1建立基准线，该基准线与z轴方向垂直，与y轴方向平行，确定基准线与接触线轮廓的交点idx2；

S62：根据基准点idx1及交点idx2计算轮廓中心点mididx，执行S63；

S63：将轮廓中心点mididx的左右一定距离内的接触线轮廓点拟合成一条磨耗角度直线，计算该磨耗角度直线的倾斜角，得到磨耗角度。