接觸網(wǎng)支柱裝置的識(shí)別定位方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及接觸網(wǎng)領(lǐng)域，特別是涉及接觸網(wǎng)支柱裝置的識(shí)別定位方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]接觸網(wǎng)是在電氣化鐵道中，沿鋼軌上空“之”字形架設(shè)的，供受電弓取流的高壓輸電線。接觸網(wǎng)是鐵路電氣化工程的主構(gòu)架，是沿鐵路線上空架設(shè)的向軌道交通工具供電的特殊形式的輸電線路。一般由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎(chǔ)幾部分組成。
[0003]鐵路接觸網(wǎng)的支柱和支撐桿的完整性對(duì)接觸網(wǎng)正常運(yùn)行非常重要。對(duì)支柱裝置的識(shí)別定位，也是后續(xù)基于圖像識(shí)別技術(shù)分析支柱上的各部件是否存在缺陷的必要前序動(dòng)作，如檢測(cè)螺絲是否脫落、是否有鳥窩、絕緣子是否缺裂等異常情況，以避免發(fā)生安全事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供接觸網(wǎng)支柱裝置的識(shí)別定位方法及系統(tǒng)，根據(jù)支柱裝置中各個(gè)部件的徑向方向，選擇從左至右逐行或從上至下逐列遍歷二值化圖像，對(duì)每行或每列的每一個(gè)像素點(diǎn)，采用與其徑向方向相同的掃描區(qū)域進(jìn)行邊緣查找，可精準(zhǔn)地定位出支柱裝置中各個(gè)部件的位置區(qū)域。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
(一)接觸網(wǎng)支柱裝置的識(shí)別定位方法，所述方法至少包括以下步驟:
SI，采集接觸網(wǎng)圖像，對(duì)其進(jìn)行灰度轉(zhuǎn)換，輸出灰度圖像；
S2，對(duì)灰度圖像進(jìn)行中值濾波和二值化處理，得到二值化圖像；
S3，根據(jù)支柱裝置中各個(gè)部件的徑向方向，選擇從左至右逐行或從上至下逐列遍歷二值化圖像，對(duì)每行或每列的每一個(gè)像素點(diǎn)在一定掃描區(qū)域內(nèi)進(jìn)行邊緣查找，以定位出各個(gè)部件的位置區(qū)域；
所述掃描區(qū)域?yàn)橐援?dāng)前查找像素點(diǎn)為原點(diǎn)的一定夾角范圍內(nèi)的區(qū)域，該區(qū)域的開口方向與該待定位部件的徑向方向相同，其中，所述掃描區(qū)域中存在η條以當(dāng)前查找像素點(diǎn)為原點(diǎn)的掃描線段。
[0006]進(jìn)一步的，對(duì)于支柱裝置中寬度較大的部件，其定位方式為:
S401，統(tǒng)計(jì)其掃描區(qū)域內(nèi)每條掃描線段兩邊的黑白像素點(diǎn)的數(shù)量，當(dāng)某條掃描線段兩邊的黑白像素點(diǎn)的數(shù)量占相應(yīng)的掃描線段的長(zhǎng)度的一定比例時(shí)，確定出寬度較大的部件的第一邊緣和第二邊緣，所述第一邊緣和第二邊緣相對(duì)立，且其之間的寬度與部件的寬度相匹配；
S402，取第一邊緣和第二邊緣之間的垂直于第一邊緣和第二邊緣的線段作為端部查找線段，當(dāng)某條端部查找線段上的白像素總數(shù)量占第一邊緣和第二邊緣的寬度像素值的一定比例時(shí)，則判定該頂部查找線段為該部件的頂部；
S403，根據(jù)所述第一邊緣、第二邊緣和頂部確認(rèn)出支柱裝置中寬度較大的部件的位置區(qū)域。
[0007]進(jìn)一步的，對(duì)于支柱裝置中寬度較小的部件，其定位方式為:
S501，統(tǒng)計(jì)其掃描區(qū)域內(nèi)每條掃描線段上的白像素點(diǎn)的數(shù)量，當(dāng)某條掃描線段上白像素點(diǎn)的數(shù)量占該條掃描線段的長(zhǎng)度的一定比例時(shí)，則判定該掃描區(qū)域內(nèi)的該條掃描線段屬于寬度較小的部件；
S502，根據(jù)S501所查找出的掃描線段，確定出支柱裝置中寬度較小的部件的位置區(qū)域。
[0008]進(jìn)一步的，在確定出寬度較大的支柱裝置的位置區(qū)域后，根據(jù)支柱裝置模型，在相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)定位出寬度較小的支柱裝置的位置區(qū)域。
[0009]進(jìn)一步的，所述寬度較大的部件包括支柱，所述寬度較小的部件包括平腕臂、斜腕臂、支撐桿、定位管和定位器。
[0010](二)接觸網(wǎng)支柱裝置的識(shí)別定位系統(tǒng)，所述系統(tǒng)至少包括接觸網(wǎng)圖像獲取模塊、灰度轉(zhuǎn)換模塊、二值化處理模塊和邊緣查找模塊。
[0011 ]所述接觸網(wǎng)圖像獲取模塊將接觸網(wǎng)圖像發(fā)送至灰度轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)其進(jìn)行灰度轉(zhuǎn)換，輸出灰度圖像。
[0012]所述二值化處理模塊對(duì)灰度圖像進(jìn)行中值濾波和二值化處理，得到二值化圖像。
[0013]所述邊緣查找模塊根據(jù)支柱裝置中各個(gè)部件的徑向方向，選擇從左至右逐行或從上至下逐列遍歷二值化圖像，對(duì)每行或每列的每一個(gè)像素點(diǎn)在一定掃描區(qū)域內(nèi)進(jìn)行邊緣查找，以定位出各個(gè)部件的位置區(qū)域；
所述掃描區(qū)域?yàn)橐援?dāng)前查找像素點(diǎn)為原點(diǎn)的一定夾角范圍內(nèi)的區(qū)域，該區(qū)域的開口方向與該待定位部件的徑向方向相同，其中，所述掃描區(qū)域中存在η條以當(dāng)前查找像素點(diǎn)為原點(diǎn)的掃描線段。
[0014]進(jìn)一步的，所述邊緣查找模塊包括大寬度部件邊緣查找模塊。
[0015]所述大寬度部件邊緣查找模塊用于統(tǒng)計(jì)其掃描區(qū)域內(nèi)每條掃描線段兩邊的黑白像素點(diǎn)的數(shù)量，當(dāng)某條掃描線段兩邊的黑白像素點(diǎn)的數(shù)量占相應(yīng)的掃描線段的長(zhǎng)度的一定比例時(shí)，確定出寬度較大的部件的第一邊緣和第二邊緣，再取第一邊緣和第二邊緣之間的垂直于第一邊緣和第二邊緣的線段作為端部查找線段，當(dāng)某條端部查找線段上的白像素總數(shù)量占第一邊緣和第二邊緣的寬度像素值的一定比例時(shí)，則判定該頂部查找線段為該部件的頂部，根據(jù)所述第一邊緣、第二邊緣和頂部確認(rèn)出支柱裝置中寬度較大的部件的位置區(qū)域。
[0016]其中，所述第一邊緣和第二邊緣相對(duì)立，且其之間的寬度與部件的寬度相匹配。
[0017]進(jìn)一步的，所述邊緣查找模塊包括小寬度部件邊緣查找模塊。
[0018]所述小寬度部件邊緣查找模塊用于統(tǒng)計(jì)其掃描區(qū)域內(nèi)每條掃描線段上的白像素點(diǎn)的數(shù)量，當(dāng)某條掃描線段上白像素點(diǎn)的數(shù)量占該條掃描線段的長(zhǎng)度的一定比例時(shí)，則判定該掃描區(qū)域內(nèi)的該條掃描線段屬于寬度較小的部件，根據(jù)所查找出的掃描線段，確定出支柱裝置中寬度較小的部件的位置區(qū)域。
[0019]進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還包括支柱裝置模型數(shù)據(jù)庫(kù)和匹配定位模塊，支柱裝置模型數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)支柱裝置模型，匹配定位模塊用于根據(jù)已確定的寬度較大的支柱裝置的位置區(qū)域，將接觸網(wǎng)圖像與支柱裝置模型進(jìn)行匹配，定位出支柱裝置的位置區(qū)域，以便在相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)確定寬度較小的支柱裝置的位置區(qū)域。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明根據(jù)支柱裝置中各個(gè)部件的徑向方向，選擇從左至右逐行或從上至下逐列遍歷二值化圖像，對(duì)每行或每列的每一個(gè)像素點(diǎn)，采用與其徑向方向相同的掃描區(qū)域進(jìn)行邊緣查找，可精準(zhǔn)地定位出支柱裝置中各個(gè)部件的位置區(qū)域。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發(fā)明接觸網(wǎng)支柱裝置的識(shí)別定位方法的流程示意圖；
圖2為本發(fā)明中實(shí)施例一的邊緣查找示意圖；
圖3為本發(fā)明接觸網(wǎng)支柱裝置的識(shí)別定位系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0023 ](一)接觸網(wǎng)支柱裝置的識(shí)別定位方法
如圖1所示，該實(shí)施例描述了一種接觸網(wǎng)支柱裝置的識(shí)別定位方法，所述方法包括以下步驟。
[0024]SI，采集接觸網(wǎng)圖像，對(duì)其進(jìn)行灰度轉(zhuǎn)換，輸出灰度圖像。
[0025]S2，對(duì)灰度圖像進(jìn)行中值濾波和二值化處理，得到二值化圖像。
[0026]S3，根據(jù)支柱裝置中各個(gè)部件的徑向方向，選擇從左至右逐行或從上至下逐列遍歷二值化圖像，對(duì)每行或每列的每一個(gè)像素點(diǎn)在一定掃描區(qū)域內(nèi)進(jìn)行邊緣查找，以定位出各個(gè)部件的位置區(qū)域。
[0027]所述掃描區(qū)域?yàn)橐援?dāng)前查找像素點(diǎn)為原點(diǎn)的一定夾角范圍內(nèi)的區(qū)域，該區(qū)域的開口方向與該待定位部件的徑向方向相同，其中，所述掃描區(qū)域中存在η條以當(dāng)前查找像素點(diǎn)為原點(diǎn)的掃描線段。
[0028]所述掃描區(qū)域可采用扇形掃描區(qū)域或三角形掃描區(qū)域以及其他形式的掃描區(qū)域。
[0029]所述掃描線段的長(zhǎng)度為從作為原點(diǎn)的像素點(diǎn)至掃描區(qū)域的底邊的像素距離值。掃描線段不能太長(zhǎng)，掃描線段越長(zhǎng)則運(yùn)算時(shí)間越大。
[0030]根據(jù)接觸網(wǎng)支柱裝置的特性，該支柱裝置包括如支柱等寬度較大的部件，還包括如平腕臂、斜腕臂、支撐桿、定位管和定位器等寬度較小的部件。由于支柱部件呈縱向豎立，而平腕臂一般呈橫向設(shè)置，斜腕臂和支撐桿呈傾斜設(shè)置，因此，在查找各個(gè)部件時(shí)，其掃描區(qū)域的方向需與該部件的徑向方向一致，才能準(zhǔn)確地查找出該部件的邊緣。
[0031](I)進(jìn)一步的，對(duì)于支柱裝置中寬度較大的部件，其定位方式為:
S401，統(tǒng)計(jì)其掃描區(qū)域內(nèi)每條掃描線段兩邊的黑白像素點(diǎn)的數(shù)量，當(dāng)某條掃描線段兩邊的黑白像素點(diǎn)的數(shù)量占相應(yīng)的掃描線段的長(zhǎng)度的一定比例時(shí)，確定出寬度較大的部件的第一邊緣和第二邊緣，所述第一邊緣和第二邊緣相對(duì)立，且其之間的寬度與部件的寬度相匹配；
S402，取第一邊緣和第二邊緣之間的垂直于第一邊緣和第二邊緣的線段作為端部查找線段，當(dāng)某條端部查找線段上的白像素總數(shù)量占第一邊緣和第二邊緣的寬度像素值的一定比例時(shí)，則判定該頂部查找線段為該部件的頂部；
S403，根據(jù)所述第一邊緣、第二邊緣和頂部確認(rèn)出支柱裝置中寬度較大的部件的位置區(qū)域。
[0032]實(shí)施例一，如圖2所示，定位支柱部件:
首先，查找支柱部件的左邊緣:從左至右逐行遍歷二值化圖像，對(duì)每行的每一個(gè)像素點(diǎn)的向下扇形區(qū)域進(jìn)行掃描，所述向下扇形區(qū)域中存在η條以該像素點(diǎn)為原點(diǎn)的向下掃描線段，統(tǒng)計(jì)在該向下扇形區(qū)域內(nèi)每條向下掃描線段左邊黑像素點(diǎn)的數(shù)量LI和右邊白像素點(diǎn)的數(shù)量Rl，當(dāng)數(shù)量LI和數(shù)量Rl占相應(yīng)向下掃描線段的長(zhǎng)度的一定比例時(shí)，則判定該向下扇形區(qū)域內(nèi)的該條向下掃描線段為該支柱部件的左邊緣。
[0033]其次，查找支柱部件的疑似右邊緣:在找出左邊緣后，繼續(xù)對(duì)該行余下的像素點(diǎn)的向下扇形區(qū)域進(jìn)行掃描，繼續(xù)統(tǒng)計(jì)在向下扇形區(qū)域內(nèi)每條向下掃描線段左邊白像素點(diǎn)的數(shù)量L2和右邊黑像素點(diǎn)的數(shù)量R2，當(dāng)數(shù)量L2和數(shù)量R2占相應(yīng)的向下掃描線段的長(zhǎng)度的一定比例時(shí)，則將該向下扇形區(qū)域內(nèi)的該條向下掃描線段視為該支柱部件的疑似右邊緣。
[0034]然后，確定支柱部件的右邊緣:當(dāng)找出疑似右邊緣時(shí)，計(jì)算該疑似右邊緣和左邊緣的寬度，若該寬度在一定閾值范圍，則判定該疑似右邊緣為右邊緣，若該寬度不在所述閾值范圍內(nèi)，則繼續(xù)尋找下一個(gè)疑似右邊緣。
[0035]接著，查找支柱部件的頂部:從上到下逐行掃描左邊緣和右邊緣之間