(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210031069.5 (22)申请日 2022.01.12 (71)申请人 成都唐源电气股份有限公司 地址 610041 四川省成 都市武侯区武兴五 路355号西部智谷A1-1-9 (72)发明人 张金鑫　向文剑　邓洋洋　周蕾　 黄成亮　 (74)专利代理 机构 成都天嘉专利事务所(普通 合伙) 5121 1 专利代理师 青春 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/764(2022.01)G06V 10/82(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 俯拍受电弓不平行缺陷检测方法、 系统、 设 备及存储介质 (57)摘要 本发明公开了一种俯拍受电弓不平行缺陷 检测方法、 系统、 设备及存储介质， 涉及牵引供电 检测监测技术领域， 采用两级YOL O检测算法来定 位受电弓羊角小图， 然后经过镜像后分3个朝向 进行CNN分类识别来对比判断受电弓不平行。 具 体的， 在定位到受电弓之后， 先采用YOLO检测算 法进行羊角一级定位得到粗定位小图， 然后再进 行YOLO定位得到受电弓羊角精细定位二级小图， 对左侧精细二级羊角小图先进行水平镜像， 然后 采用CNN分类算法对羊角小图进行分类， 再进行 左右羊角方向比较和上下羊角方向比较来判断 受电弓羊角是否不平行。 另外采用基于平均模板 匹配值的检测算法来判断一级定位羊角 小图朝 向类别， 可有效减少由于随机性可能导致的误分 类， 提高准确性。 权利要求书2页 说明书10页 附图7页 CN 114494162 A 2022.05.13 CN 114494162 A 1.一种俯拍受电弓不平行缺陷检测方法， 其特征在于： 包括受电弓定位、 一级羊角定 位、 二级羊角定位和受电弓不平行判断步骤； 受电弓定位， 从获取的受电弓俯拍图像中定位受电弓区域； 一级羊角定位， 在受电弓区域图像 中， 对受电弓每一碳滑条的N个羊角均进行一级羊角 定位， 得到一级羊角区域； 二级羊角定位， 受电弓碳滑条上定位到N个一级羊角后， 在N个一级羊角区域图像 中， 对 受电弓碳滑条上N个一级羊角所对应的N个二级羊角进行二级羊角定位， 得到二级羊角区 域； 受电弓不平行判断， 若二级羊角定位到N个二级羊角， 则将左侧二级羊角区域图像的水 平镜像图像与 右侧二级羊角区域图像均进 行二级羊角CNN分类识别， 若不属于同一类别， 则 输出受电弓羊角不平行， 所述分类包括右上、 朝右、 右下。 2.如权利要求1所述的检测方法， 其特征在于： 所述一级羊角定位和二级羊角定位中， 还包括受电弓平衡杆的定位： 在所述受电弓区域图像 中， 对受电弓平衡杆的N个羊角进行一级羊角定位， 得到一级羊 角区域； 受电弓平衡杆上定位到N个一级羊角后， 在N个一级羊角区域图像中， 对受电弓平衡 杆上N个一级羊角所对应的N个二级羊角进行二级羊角定位， 得到二级羊角区域。 3.如权利要求1所述的检测方法， 其特征在于： 所述受电弓碳滑条包括上下两根， 在所 述受电弓不平行判断中， 还包括将两根碳滑条上左下左的两个二级羊角区域图像均水平镜 像， 对镜像后的上左下左两个二级羊角区域图像， 以及碳滑条上右下右的两个二级羊角区 域图像， 均进 行二级羊角CNN分类识别， 若镜像后的上左下左两个二级羊角区域图像不属于 同一类别， 或者碳滑条上右下右两个二级羊角区域图像不属于同一类别， 则输出受电弓羊 角不平行。 4.如权利要求2所述的检测方法， 其特征在于： 在所述受电弓不平行判断中， 若受电弓 碳滑条和/或平衡杆上 的二级羊角存在漏定位时， 则对于二级羊角全部定位到的碳滑条或 平衡杆， 其上的二级羊角区域图像， 均采用二级羊角CNN分类识别比较方法， 对定位到的二 级羊角区域图像进行不平行检测， 并输出受电弓羊角不平行结果； 对于二级羊角存在漏定 位的碳滑条和/或平衡杆， 返回其上的一级羊角区域图像， 并采用基于平均模板匹配值的模 板匹配方法， 对所述存在漏定位的碳滑条和/或平衡杆上 的一级羊角区域图像进行不平行 检测， 并输出受电弓羊角不平行 结果。 5.如权利要求4所述的检测方法， 其特征在于： 在所述受电弓不平行判断中， 所述基于 平均模板匹配值的模板匹配方法， 包括以下步骤： 选取受电弓漏定位碳滑条和/或平衡杆上左侧的待匹配一级羊角图像， 并将选取的一 级羊角图像水平镜像； 将水平镜像后的一级羊角图像， 以及受电弓碳滑条和/或平衡杆上右侧的一级羊角图 像， 均遍历模板图像中若干种类别中的每一张羊角原始图像进行模板匹配， 得到一级羊角 图像与每张原 始图像的匹配值， 所述类别包括右上、 朝右、 右下； 在每种类别 中， 依次计算所述一级羊角图像与每一张羊角原始图像的最大匹配值， 再 计算最大匹配值的平均值， 并选取若干种类别中平均值最大值所对应类别作为一级羊角图 像的分类结果；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114494162 A 2比较一级羊角图像分类结果的类别， 当平衡杆上左右两个一级羊角图像的分类不属于 同一类别， 和/或同一根碳滑条上左右两个一级羊角图像的分类不属于同一类别， 和/或两 根碳滑条上左下左两个一级羊角图像的分类不属于同一类别， 和/或两根碳滑条上右下右 两个一级羊角图像的分类不属于同一类别时， 则输出受电弓羊角不平行。 6.如权利要求5所述的检测方法， 其特 征在于： 所述模板匹配的匹配值 为， ， 其中， R为模板匹配的匹配值， T为模板图像， S为搜索图像， 为模板图像覆盖搜索图像的 区域子图， M和N为模板图像的像素大小， m和n为模板图像T的横坐标和纵坐标， i和j为子图 左下角在被搜索图像S上的坐标， 当T和S匹配时， R取值 最大。 7.如权利要求3所述的检测方法， 其特征在于： 所述一级羊角定位存在漏定位时， 对于 定位全的一级羊角图像， 采用基于平均模板匹配值的模板匹配方法， 判断受电弓是否平行， 对于漏定位的一级羊角图像， 判断受电弓的该羊角缺失。 8.一种俯拍受电弓不平行缺陷检测系统， 其特征在于： 包括图像采集模块、 图像预处理 模块、 一级羊角定位模块、 二级羊角定位模块和不平行检测判断模块； 所述图像采集模块， 采集列车受电弓的俯拍图像， 并将采集的列车受电弓俯拍图像发 送至所述图像预处 理模块； 所述图像预处理模块， 接收所述图像采集模块发送的列车受电弓俯拍图像， 在所述列 车受电弓俯拍图像中， 定位所述列车受电弓俯拍图像中的受电弓区域， 并将所述定位的受 电弓区域图像发送至所述 一级羊角定位模块； 所述一级羊角定位模块， 接收所述图像预处理模块所发送的受电弓区域图像， 在受电 弓区域图像中， 对受电弓碳滑条和/或平衡杆上的羊角进行一级羊角定位， 得到一级羊角区 域图像， 并将所述一级羊角区域图像发送至所述二级羊角 定位模块和不平行检测判断模 块； 所述二级羊角定位模块， 接收所述一级羊角定位模块所发送的一级羊角区域图像， 在 一级羊角区域图像中， 对受电弓碳滑条和/或平衡杆上的羊角进 行二级羊角定位， 得到二级 羊角区域图像， 并将所述 二级羊角区域图像发送至所述 不平行检测判断模块； 所述不平行检测判断模块， 接收所述一级羊角定位模块所发送的一级羊角区域图像和 二级羊角定位模块所发送的二级羊角区域图像， 在一级羊角区域图像和二级羊角区域图像 中， 对羊角进行镜像和分类， 根据分类结果输出受电弓羊角不平行 结果。 9.一种计算机设备， 其特征在于： 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器 上运行的计算机程序， 所述处理器执行所述计算机程序时， 执行上述权利要求 1‑7任意一项 所述检测方法中的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于： 其上存储有计算机程序， 所述计算机程序 被处理器执行时， 实现上述权利要求1 ‑7任意一项所述检测方法中的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114494162 A 3