中测出的拉出值和导高的测量波形图。
【具体实施方式】
[0064] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[00化]本发明提供一种接触网几何参数检测方法，如图1所示，该方法包括：
[0066] 步骤S101，获取固定于车辆顶部的至少两台线扫描摄像机拍摄的一维接触网图 像；
[0067] 步骤S102,对所述一维接触网图像进行灰度处理生成灰度值与像素坐标关系图；
[0068] 步骤S103,根据所述灰度值与像素坐标关系图确定接触网的接触线在图像中的成 像位置；
[0069] 步骤S104,根据接触线的成像位置确定接触线在对应摄像机的成像角度；
[0070] 步骤S105,根据所述成像角度和至少两台线扫描摄像机相对于车辆顶部的位置数 据确定接触网几何参数。
[0071] 其中，本发明一实施例中，如图2所示，步骤S103中根据所述灰度值与像素坐标关 系图确定接触网的接触线在图像中的成像位置包括：
[0072] 步骤S1031，对所述灰度值与像素坐标关系图中的各像素点进行相邻点的灰度值 相减的一阶差分处理，生成灰度梯度与像素坐标关系图；
[0073] 步骤S1032,根据灰度梯度与像素坐标关系图中具有峰值的像素坐标确定接触网 的接触线在图像中的成像位置。
[0074] 进一步，如图3所示，上述根据灰度梯度与像素坐标关系图中灰度梯度尖峰处的 像素坐标确定接触网的接触线在图像中的成像位置包括：
[0075] 步骤S301，根据灰度梯度与像素坐标关系图中具有峰值的像素坐标确定具有接触 线图像的像素区域；
[0076] 步骤S302,根据预设灰度阔值对所述具有接触线图像的像素区域进行过滤确定接 触线在图像中的成像位置。
[0077] 通过预设的灰度阔值对像素区域过滤，进一步确定接触线在各摄像机中的位置。 根据光照、背景灰度和车速等参数动态调整灰度阔值，采用灰度阔值方法将接触线目标与 背景进行分割。
[007引同时，上述根据灰度梯度与像素坐标关系图中灰度梯度尖峰处的像素坐标确定接 触网的接触线在图像中的成像位置进一步包括：
[0079] 步骤S303,根据预先获取的干扰物与接触线的位置关系、接触线图像宽度特征对 过滤处理后的像素区域进行识别，确定接触线在图像中的成像位置。
[0080] 即通过对预先获知的干扰物和接触线的特征描述，进一步确认接触网中的接触线 的位置。具体实施例中，特征描述步骤主要是根据目标探测步骤的接触线定位结果建立接 触线在各摄像机成像位置的对应关系。在夜晚时，通常拍摄图像中只有接触线而没有干扰 物。在白天时由于背景较亮，拍摄图像中还包括承力索等干扰物，因此需排除干扰物并建立 接触线的正确对应关系。由于承力索在接触线上方并通常相距1100?1700mm，经光学成像 后承力索和接触线在图像中通常相距一定距离并且相对位置关系基本固定。由于接触线距 离摄像机比承力索更近，接触线与受电弓存在滑动接触面而承力索不存在滑动接触面，因 此接触线中屯、的图像灰度值通常比承力索的图像灰度值大。同样由于接触线距离摄像机比 承力索更近，接触线在图像中的宽度一般都比承力索的宽度略宽。根据灰度、空间位置关系 和图像宽度等特征综合分析可有效排除承力索等干扰物体，建立接触线在各摄像机成像位 置的对应关系。建立接触线的成像位置特征后，采用目标运动跟踪策略可对后续接触线的 位置进行快速判断和定位，提高定位效率并减少干扰。
[0081] 步骤S105中所述线扫描摄像机的成像角度和线扫描摄像机相对于车辆顶部的位 置数据确定接触网几何参数，还包括根据所述线扫描摄像机的成像角度、相对于车辆顶部 的位置利用S角函数关系确定接触线与车辆顶部的空间位置。
[0082] 根据确定的接触线在各摄像机中的成像坐标和立体视觉模型计算获得接触线的 高度和横向位置。本实施例中的立体视觉模型基于=角测量原理进行定位，采样两个摄像 机的接触线成像坐标即可确定接触线的空间位置即高度和横向位置，如图4所示。由于摄 像机的安装角度和摄像机镜头的焦距是固定的，根据接触线在摄像机中的成像位置即可计 算出接触线T在左、右摄像机中的成像角度0 1和0 2。由于左、右摄像机的间距L是固定 的，通过下面的公示（1)即可计算出接触线T相对车顶中屯、点的横向位置B和高度H:
[0083]
【主权项】
1. 一种接触网几何参数检测方法，其特征在于，所述的方法包括： 获取固定于车辆顶部的至少两台线扫描摄像机拍摄的一维接触网图像； 对所述一维接触网图像进行灰度处理生成灰度值与像素坐标关系图； 根据所述灰度值与像素坐标关系图确定接触网的接触线在图像中的成像位置； 根据接触线的成像位置确定接触线在对应摄像机的成像角度； 根据所述成像角度和至少两台线扫描摄像机相对于车辆顶部的位置数据确定接触网 几何参数。
2. 如权利要求1所述的接触网几何参数检测方法，其特征在于，所述的根据所述灰度 值与像素坐标关系图确定接触网的接触线在图像中的成像位置；包括： 对所述灰度值与像素坐标关系图中的各像素点进行相邻点的灰度值相减的一阶差分 处理，生成灰度梯度与像素坐标关系图； 根据灰度梯度与像素坐标关系图中具有峰值的像素坐标确定接触网的接触线在图像 中的成像位置。
3. 如权利要求2所述的接触网几何参数检测方法，其特征在于，所述的根据灰度梯度 与像素坐标关系图中灰度梯度尖峰处的像素坐标确定接触网的接触线在图像中的成像位 置包括： 根据灰度梯度与像素坐标关系图中具有峰值的像素坐标确定具有接触线图像的像素 区域； 根据预设灰度阈值对所述具有接触线图像的像素区域进行过滤确定接触线在图像中 的成像位置。
4. 如权利要求3所述的接触网几何参数检测方法，其特征在于，所述的根据灰度梯度 与像素坐标关系图中灰度梯度尖峰处的像素坐标确定接触网的接触线在图像中的成像位 置进一步包括： 根据灰度梯度与像素坐标关系图中具有峰值的像素坐标确定具有接触线图像的像素 区域； 根据预设灰度阈值对所述具有接触网图像的像素区域进行过滤； 根据预先获取的干扰物与接触线的位置关系、接触线图像宽度特征对过滤处理后的像 素区域进行识别，确定接触线在图像中的成像位置。
5. 如权利要求1或4所述的接触网几何参数检测方法，其特征在于，所述的根据所述成 像角度和至少两台线扫描摄像机相对于车辆顶部的位置数据确定接触网几何参数包括： 获取车辆与轨道的相对位置数据； 根据所述成像角度、所述至少两台线扫描摄像机相对于车辆顶部的位置利用三角函数 关系确定接触线与车辆顶部的空间位置； 根据所述车辆与轨道的相对位置数据、接触线与车辆顶部的空间位置确定接触网几何 参数。
6. -种接触网几何参数检测装置，其特征在于，所述的装置包括： 图像采集模块，获取固定于车辆顶部的至少两台线扫描摄像机拍摄的一维接触网图 像； 灰度处理模块，用于对所述一维接触网图像进行灰度处理生成灰度值与像素坐标关系 图； 位置确定模块，用于根据所述灰度值与像素坐标关系图确定接触网的接触线在图像中 的成像位置； 角度确定模块，根据接触线的成像位置确定接触线在对应摄像机的成像角度； 几何参数确定模块，用于根据所述成像角度和至少两台线扫描摄像机相对于车辆顶部 的位置数据确定接触网几何参数。
7. 如权利要求6所述的接触网几何参数检测装置，其特征在于，所述的位置确定模块 包括： 差分处理单元，用于对所述灰度值与像素坐标关系图中的各像素点进行相邻点的灰度 值相减的一阶差分处理，生成灰度梯度与像素坐标关系图； 位置确定单元，用于根据灰度梯度与像素坐标关系图中具有峰值的像素坐标确定接触 网的接触线在图像中的成像位置。
8. 如权利要求7所述的接触网几何参数检测装置，其特征在于，所述的位置确定单元 包括： 峰值区域确定单元，根据灰度梯度与像素坐标关系图中具有峰值的像素坐标确定具有 接触线图像的像素区域； 过滤单元，用于根据预设灰度阈值对所述具有接触线图像的像素区域进行过滤确定接 触线在图像中的成像位置。
9. 如权利要求8所述的接触网几何参数检测装置，其特征在于，所述的位置确定单元 进一步包括： 峰值区域确定单元，根据灰度梯度与像素坐标关系图中具有峰值的像素坐标确定具有 接触线图像的像素区域； 过滤单元，根据预设灰度阈值对所述具有接触网图像的像素区域进行过滤； 特征识别单元，根据预先获取的干扰物与接触线的位置关系、接触线图像宽度特征对 过滤处理后的像素区域进行识别，确定接触线在图像中的成像位置。
10. 如权利要求6或9所述的接触网几何参数检测装置，其特征在于，所述的装置包 括： 轨道位置数据获取模块，采集车辆与轨道的相对位置数据。
11. 如权利要求10所述的接触网几何参数检测装置，其特征在于，所述的几何参数确 定丰吴块包括： 车顶空间位置确定单元，根据所述成像角度、所述至少两台线扫描摄像机相对于车辆 顶部的位置利用三角函数关系确定接触线与车辆顶部的空间位置； 几何参数确定单元，根据所述车辆与轨道的相对位置数据、接触线与车辆顶部的空间 位置确定接触网几何参数。
【专利摘要】本发明提供了一种接触网几何参数检测方法及装置，方法包括：获取固定于车辆顶部的至少两台线扫描摄像机拍摄的一维接触网图像；对一维接触网图像进行灰度处理生成灰度值与像素坐标关系图；根据灰度值与像素坐标关系图确定接触网的接触线在图像中的成像位置；根据接触线的成像位置确定接触线在对应摄像机的成像角度；根据成像角度和至少两台线扫描摄像机相对于车辆顶部的位置数据确定接触网几何参数。本发明的接触网几何参数检测，利用线扫描摄像机采集的图像进行几何参数检测，线扫描速度快，检测结果准确，检测效率高，不占用维修天窗时间，为接触网动静态几何参数测量评估提供了一种可靠的技术手段，提升了供电设备检查和维护的工作效率。
【IPC分类】G01B11-00, G01B11-02
【公开号】CN104567684
【申请号】CN201510026509
【发明人】周威, 孙忠国, 任盛伟, 张文轩, 汪海瑛
【申请人】中国铁道科学研究院, 中国铁道科学研究院基础设施检测研究所, 北京铁科英迈技术有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月20日...