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专利号: 2020105126868
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种铁路受电弓和接触网的接触点在线检测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、实时获取连续帧的铁路受电弓开口方向图像,作为原始图像;

S2、利用KCF算法对原始图像中的弓网接触区域进行跟踪,并记录跟踪到的接触区域图像;

S3、对跟踪到接触区域图像进行回归计算,输出接触区域图像中的接触点坐标;

S4、构建接触点运动轨迹方程并对接触点坐标进行修正,进而获得准确接触点坐标,实现接触点在线检测。

2.根据权利要求1所述的铁路受电弓和接触网的接触点在线检测方法,其特征在于,所述步骤S2具体为:S21、对获取的第一帧原始图像中的弓网接触区域进行标记;

S22、基于标记的弓网接触区域,利用KCF算法对连续帧原始图像依次进行弓网接触区域跟踪,记录若干张与标记弓网接触区域相同大小的接触区域图像。

3.根据权利要求1所述的铁路受电弓和接触网的接触点在线检测方法,其特征在于,所述步骤S3中具体为:S31、对记录的接触区域图像进行均值滤波处理;

S32、将均值滤波处理后的接触区域图像输入到改进Resnet网络中,输出当前输入图像中从左到右的n个接触点坐标(x,y)以及定位点检测指标p。

4.根据权利要求3所述的铁路受电弓和接触网的接触点在线检测方法,其特征在于,所述改进Resnet网络在Resnet网络的深层残差神经结构后添加三个全连接层;

所述深层残差神经结构用于提取输入图像的若干特征图,三个全连接层用于对若干特征图进行回归计算,得到当前输入图像中的若干个接触点坐标及定位点检测指标p,所述定位点检测指标p用于表征当前输入图像中是否存在定位点,当p=1时,表示当前输入图像出现定位点,当p=0时,表示当前输入图像未出现定位点。

5.根据权利要求4所述的铁路受电弓和接触网的接触点在线检测方法,其特征在于,所述步骤S4中,构建接触点运动轨迹方程的方法具体为:A1、获取当前连续帧的接触区域图像中接触点坐标及其对应的原始图像的采样时间间隔,计算出接触点的初始速度及初始加速度,并将第一帧接触区域图像中的接触点坐标作为初始位置;

A2、依次判断当前连续帧接触区域图像中的定位点检测指标p是否为1:若是,则进入步骤A4;

若否,则进入步骤A3;

A3、初始化当前计算出的接触点初始速度、初始加速度及初始位置,返回步骤A1;

A4、根据接触点的初始位置、初始速度及初始位置,建立当前单跨距运动轨迹方程,将其作为当前跨距的接触点运动轨迹方程。

6.根据权利要求5所述的铁路受电弓和接触网的接触点在线检测方法,其特征在于,所述步骤A1中的连续帧为列车在一跨距离内运动时对应的图像采集帧数。

7.根据权利要求5所述的铁路受电弓和接触网的接触点在线检测方法,其特征在于,所述步骤A3中,单跨距运动轨迹方程为:xt=Ftxt-1+Btut

式中,xt为包含t时刻的接触点位置和速度的状态向量,Bt和Ft分别为t时刻的第一参数矩阵和第二参数矩阵,ut为t时刻的控制向量。

8.根据权利要求5所述的铁路受电弓和接触网的接触点在线检测方法,其特征在于,所述步骤S4具体为:S41、根据接触区域图像中的定位点检测指标p的取值,更新当前跨距内的接触点运动轨迹方程;

S42、将当前跨距内对应的接触点区域图像中的接触点坐标作为观测值代入到单跨距运动轨迹方程中,利用卡尔曼滤波方法对接触点坐标进行修正,获得准确的接触点坐标,实现接触点在线检测。