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专利号: 2022103381565
申请人: 石家庄铁道大学
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:2025-12-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于无人机和机器视觉的铁路接触网吊弦长度测量方法,其特征在于,包括以下步骤:a.使用无人机搭载摄像装置沿铁路线路飞行采集接触网的视频图像;

b.在采集得到的视频图像中选取包含有吊弦的图像;

c.对出现运动模糊的图像进行复原;

d.去除图像的复杂背景,分别保留吊弦与承力索连接处以及吊弦与接触线连接处两个区域的图像;

e.对图像进行边缘检测,得到吊弦与承力索连接处的结构轮廓以及吊弦与接触线连接处的结构轮廓;

f.对得到的边缘检测结果进行霍夫直线检测,得到承力索和接触线的上下边界的轮廓线,并得到承力索和接触线的上下边界线的纵坐标;

g.利用承力索和接触线的上下边界线的纵坐标,计算吊弦的长度。

2.根据权利要求1所述的基于无人机和机器视觉的铁路接触网吊弦长度测量方法,其特征在于,在步骤d中,在吊弦与承力索连接处以及吊弦与接触线连接处分别选取一个矩形区域,分别提取两个矩形区域内特定位置像素的颜色作为背景色,并使用两个背景色分别对图像上下两部分中矩形区域以外的部分进行背景填充。

3.根据权利要求2所述的基于无人机和机器视觉的铁路接触网吊弦长度测量方法,其特征在于,选取矩形区域中一个顶点的像素,并提取该像素的颜色作为背景色。

4.根据权利要求2所述的基于无人机和机器视觉的铁路接触网吊弦长度测量方法,其特征在于,对使用两个背景色分别对图像上下两部分进行背景填充后的图像进行边缘检测,两个背景色的分界处形成一条边缘,对该边缘使用黑色进行填充消除。

5.根据权利要求2所述的基于无人机和机器视觉的铁路接触网吊弦长度测量方法,其特征在于,在步骤d中,利用人机交互的半自动算法获取吊弦与承力索之间连接结构的中心点坐标(x1,y1)以及吊弦与接触线之间连接结构的中心点坐标(x2,y2),在吊弦与承力索的连接处截取出以(x1,y1)为中心的矩形区域,在吊弦与接触线的连接处截取出以(x2,y2)为中心的矩形区域。

6.根据权利要求5所述的基于无人机和机器视觉的铁路接触网吊弦长度测量方法,其特征在于,在步骤f中,如果通过霍夫直线检测得到在承力索附近的直线或在接触线附近的直线超过两条,则将矩形区域中心点上下最邻近的两条直线作为承力索或接触线的上下边界线。

7.根据权利要求5所述的基于无人机和机器视觉的铁路接触网吊弦长度测量方法,其特征在于,在步骤g中,利用承力索和接触线的上下边界线的纵坐标,通过纵坐标作差分别得到接触线和承力索纵向所占的像素个数,以及接触线到承力索纵向距离所占的像素个数;通过接触线和承力索的已知直径,计算每个像素代表的高度,再乘以接触线到承力索纵向距离所占的像素个数,得到接触线与承力索的纵向距离,即为吊弦的长度。

8.根据权利要求2所述的基于无人机和机器视觉的铁路接触网吊弦长度测量方法,其特征在于,对步骤c中,采用约束最小二乘方滤波的方法对出现运动模糊的图像进行复原。