一种目标接触网检测跟踪装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113643331A(43)申请公布日2021.11.12(21)申请号202110815522.7(22)申请日2021.07.19(71)申请人江苏新绿能科技有限公司地址212300江苏省镇江市丹阳市南三环路丹阳高新科技创新园(72)发明人曾晓红傅鹏伏振李奇钟建赵志刚(74)专利代理机构常州哲专知识产权代理事务所(普通合伙)32447代理人钱锁方(51)Int.Cl.G06T7/277(2017.01)G06T7/13(2017.01)G06T7/136(2017.01)G06T7/90(2017.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种目标接触网检测跟踪装置(57)摘要本发明公开了一种目标接触网检测跟踪装置，包括图像处理系统、接触网检测系统和目标跟踪系统；其中，图像处理系统连接有红外热像仪，红外热像仪的视频数据转化成以帧为单位的图像，再将数据通过通信总线传输到图像处理系统，再将各帧数据传输到接触网检测系统中；接触网检测系统，负责灰度化处理图像，增强图像特征信息；目标跟踪系统，负责判别目标参数、预测参数位置并实时修正，以实时检测、跟踪接触线。本发明通过所述两个的图像处理，接触网图像数据背景噪声更小，便于更完整地、精确地提取边缘信息。CN113643331ACN113643331A权利要求书1/1页1.一种目标接触网检测跟踪装置，其特征在于：所述目标接触网跟踪装置包括：图像处理系统、接触网检测系统和目标跟踪系统；其中，图像处理系统连接有红外热像仪，红外热像仪的视频数据转化成以帧为单位的图像，再将数据通过通信总线传输到图像处理系统，再将各帧数据传输到接触网检测系统中；接触网检测系统，负责灰度化处理图像，增强图像特征信息；目标跟踪系统，负责判别目标参数、预测参数位置并实时修正，以实时检测、跟踪接触线。2.根据权利要求1所述的一种目标接触网检测跟踪装置，其特征在于：所述接触网检测系统的工作步骤包括四个步骤：灰度化处理、大津法分割、prewitt边缘检测和边缘连接；利用转化表达式将红外图像转换为灰度图像：其中，(fR(i,j)、fG(i,j)、fB(i,j)分别表示彩色图像中该像素点的R、G、B分量值；然后利用大津法自适应求得该灰色图像的阈值，进行Ostu分割；再采用prewitt边缘检测算法在图像空间利用两个方向模板检测水平边缘和垂直边缘，进而与图像进行卷积来获取水平和垂直梯度表达：最后利用Hough变换连接接触线的边缘，处理由于受自然界中的光照和机车运行过程中的强电流、电压磁场等干扰而带来噪声和局部遮挡和覆盖情况，并输出检测的直线优势。3.根据权利要求1所述的一种目标接触网检测跟踪装置，其特征在于：所述目标跟踪系统的参数信息，由上一步骤中的边缘连接环节输入；所述目标跟踪系统包含提取环节和预测跟踪环节两个环节；所述提取环节利用Hough变换求取候选直线的半径和角度参数，并表示为极坐标系下的向量Peak(s,:)；所述预测跟踪环节利用Kalman滤波预测接触线参数估计目标接触线的轨迹位置并修正数据，实现接触线的实时跟踪。2CN113643331A说明书1/4页一种目标接触网检测跟踪装置技术领域[0001]本发明涉及铁路车辆检测网领域，具体而言，涉及一种基于Hough‑Kalman的目标接触网检测跟踪装置。背景技术[0002]随着高速铁路的迅猛发展，铁路电气化成为交通强国实行的一个重要环节，向电气化铁路供电特殊形式的输电线路—接触网的重要意义与日俱增，特别是随着我国电气化铁路不断地往高速、重载方向发展，接触网作为铁路电气化工程的主构架，与受电弓在高速运行下的状态越来越受到关注。由于接触网长期保持和受电弓滑板相互接触，难以避免在机车行驶中的磨损，这将造成高速铁路不可靠的取电的性能，进而影响机车的行驶状态，严重时，可能会导致安全事故。因此，对接触网运行状态的实时检测，是非常必要的。[0003][0004]接触网的检测有接触式和非接触式的方式，由于高速铁路里程数的增加带来的接触网架设范围的扩大，为了减少检测装置本身对接触网的损耗，采用了非接触式的接触网检测装置。近年来，国内外对接触网运行状态进行了诸多研究，特别是有利用图像数据来进行检测的相关系统和装置。但这样的装置有必要突出接触线在视觉上的显著特征，提高对目标接触网的跟踪精度。此外，除对接触网的检测装置外，对接触网参数的跟踪装置也是十分必要的，特别是接触网参数是多维的前提下。发明内容[0005]本发明针对现有技术的缺点，提供了一种基于Hough‑Kalman的目标接触网检测跟踪装置，解决了上述技术存在的缺陷。[0006]为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：[0007]一种目标接触网检测跟