CN112146591A - 一种受电弓滑板磨耗检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种受电弓滑板磨耗检测方法及系统，包括光源、相机和受电弓滑板，该方法包括：通过预设在所述受电弓滑板上方的所述光源，对所述受电弓滑板进行横向照射，确定所述受电弓滑板表面的检测亮线；通过预设在所述受电弓滑板上方的所述相机，获取所述检测亮线在所述受电弓滑板上形成的亮线图像；将所述亮线图像中的亮线映射位置与所述相机之间的距离通过激光三角法计算，确定映射距离；根据所述映射距离，确定亮线处滑板的截面轮廓特征；根据所述亮线处滑板的截面轮廓特征与未磨耗亮线处滑板的截面轮廓特征进行比较，确定滑板的磨耗值。本发明的有益效果在于：通过激光图像计算，能够对受电弓滑板磨耗进行检查。

Description

一种受电弓滑板磨耗检测方法及系统

技术领域

本发明涉及轨道列车检测领域，特别涉及一种受电弓滑板磨耗检测方法及系统。

背景技术

目前，对于滑板结构的检测主要采用人工检查，通过目力观察碳滑条结构表面的缺陷，通过选取3处磨耗区域最多的点进行测量；也有通过图像的自动检测方法，采用LED或者激光作为补光源，通过高速高清相机拍摄受电弓图片，经过图像分析，得出滑板磨耗。

这两种方法具有以下缺点：

1、人工巡检耗时、低效、主观性强，采样点数量有限，已不能满足现代轨道交通更快、更准、自动化的检测需求；

2、自动检测则受车速、使用环境、设备分辨率限制，测试误差较大，尚不能满足运营维护的要求。

发明内容

本发明提供一种受电弓滑板磨耗检测方法及系统，用于解决人工检测耗时、效率低和自动检测误差大的问题。

本发明为实现上述目所采用的技术方案是：

一种受电弓滑板磨耗检测方法，包括光源、相机和受电弓滑板，其特征在于，包括：

通过预设在所述受电弓滑板上方的所述光源，对所述受电弓滑板进行横向照射，确定所述受电弓滑板表面的检测亮线；

通过预设在所述受电弓滑板上方的所述相机，获取所述检测亮线在所述受电弓滑板上形成的亮线图像；

将所述亮线图像中的亮线映射位置与所述相机之间的距离通过映射计算，确定映射距离；

根据所述映射距离，确定亮线处滑板的截面轮廓特征；

其中，

所述截面轮廓特征包括磨损处轮廓特征和未磨损处轮廓特征；

根据所述磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征进行比较，确定滑板的磨耗值。

在本发明的一个实施例中，所述光源为半导体激光器；

所述半导体激光器沿所述受电弓滑板表面依次发射激光进行垂直横向照射，在所述受电弓滑板表面形成检测亮线，其中，

所述检测亮线位于所述受电弓滑板表面长度方向的中间位置处。

在本发明的一个实施例中，所述通过预设在所述受电弓滑板上方的所述相机，获取所述检测亮线在所述受电弓滑板上形成的亮线图像，包括：

通过所述相机在所述受电弓滑板滑动时，拍摄所述光源照射处的图像，并提取出亮线图像；其中，

所述相机是工业面阵相机，

所述工业面阵相机拍摄视角与所述半导体激光器发射的激光照射区域相重合；

所述亮线图像是所述半导体激光器沿所述受电弓滑板表面依次发射激光进行垂直横向照射时的受电弓滑板图像。

在本发明的一个实施例中，所述将所述亮线图像中的亮线映射位置与所述相机之间的距离通过映射计算，确定映射距离，包括：

根据所述亮线图像，确定所述亮线映射位置；

根据所述相机的高度和亮线图像，确定所述亮线映射位置相机之间的第一距离和拍摄角度；

根据所述光源的高度，确定所述亮线映射位置个光源之间的第二距离和照射角度

根据所述第一距离、第二距离、拍摄角度和照射角度，通过下式确定所述映射距离D：

其中，所述L为第一距离；所述h为第二距离；所述θ表示拍摄角度；所述β表示照射角度。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征进行比较，确定滑板的磨耗值，包括：

根据所述映射距离，确定所述亮线图片上的亮线处滑板的截面轮廓特征；

根据所述截面轮廓特征，调取预设的磨损特征与所述截面轮廓特征进行对比，确定磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征；

根据所述磨损处轮廓特征，确定磨耗线条；

根据所述未磨损处轮廓特征，确定未磨耗线条；

将所述磨耗线条与未磨耗的线条进行比较，确定磨耗高度数值；其中，

所述将所述磨耗线条与未磨耗的线条进行比较，得出磨耗值包括：

步骤1，将所述磨耗线条与未磨耗的线条代入二维坐标系，确定所述磨耗线条与未磨耗的线条坐标，并计算磨耗系数：

其中，所述X₀表示预设的基点坐标；所述T表示对比的坐标的数量；(X_i，y_i)表示磨耗线条坐标，(g_i，k_i)表示未磨耗线条坐标；

步骤2：根据所述磨耗系数，通过下式(2)确定所述磨耗程度值：

其中，所述Z表示磨耗时间，所述p_i表示磨损线条和未磨损线条第i个坐标的偏差系数，

所述g_i表示第i个坐标之间的相关系数；所述理想情况下的磨损比L；

步骤3，根据所述磨耗系数和磨耗程度，确定磨耗值

其中，所述f表示预设的基准磨耗参数。

一种受电弓滑板磨耗检测系统，包括光源、相机和受电弓滑板，其特征在于，包括：

光源模块，通过预设在所述受电弓滑板上方的所述光源，对所述受电弓滑板进行横向照射，确定所述受电弓滑板表面的检测亮线；

图像获取模块，通过预设在所述受电弓滑板上方的所述相机，获取所述检测亮线在所述受电弓滑板上形成的亮线图像；

距离计算模块将所述亮线图像中的亮线映射位置与所述相机之间的距离通过映射计算，确定映射距离；

特征获取模块根据所述映射距离，确定亮线处滑板的截面轮廓特征；

磨耗值获取模块，用于根据所述磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征进行比较，确定滑板的磨耗值。

在本发明的一个实施例中，所述光源模块在所述受电弓滑板上方预设有光源：

所述光源为半导体激光器；

所述半导体激光器沿所述受电弓滑板表面依次发射激光进行垂直横向照射，在所述受电弓滑板表面形成检测亮线，其中，

所述检测亮线位于所述受电弓滑板表面长度方向的中间位置处。

在本发明的一个实施例中，所述图像获取模块包括：

图像获取单元：通过所述相机在所述受电弓滑板滑动时，拍摄所述光源照射处的图像，并提取出亮线图像；其中，

所述相机是工业面阵相机，其中，

所述工业面阵相机拍摄视角与所述半导体激光器发射的激光照射区域相重合；

所述获取多个受电弓滑板亮线的图像是所述半导体激光器沿所述受电弓滑板表面依次发射激光进行垂直横向照射的多个受电弓滑板图像。

在本发明的一个实施例中，所述距离计算模块，包括：

第一确定单元：用于根据所述亮线图像，确定所述亮线映射位置；

第二确定单元：用于根据所述相机的高度和亮线图像，确定所述亮线映射位置相机之间的第一距离和拍摄角度；

第三确定单元：用于根据所述光源的高度，确定所述亮线映射位置个光源之间的第二距离和照射角度

第四确定单元：用于根据所述第一距离、第二距离、拍摄角度和照射角度，通过下式确定所述映射距离D：

其中，所述L为第一距离；所述h为第二距离；所述θ表示拍摄角度；所述β表示照射角度。

在本发明的一个实施例中，所述磨耗值获取模块包括：

第五确定单元：用于根据所述映射距离，确定所述亮线图片上的亮线处滑板的截面轮廓特征；

第六确定单元：用于根据所述截面轮廓特征，调取预设的磨损特征与所述截面轮廓特征进行对比，确定磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征；

第七确定单元：用于根据所述磨损处轮廓特征，确定磨耗线条；

第八确定单元：用于根据所述未磨损处轮廓特征，确定未磨耗线条；

第九确定单元：用于将所述磨耗线条与未磨耗的线条进行比较，确定磨耗高度数值；其中，

所述将所述磨耗线条与未磨耗的线条进行比较，得出磨耗值包括：

步骤1，将所述磨耗线条与未磨耗的线条代入二维坐标系，确定所述磨耗线条与未磨耗的线条坐标，并计算磨耗系数：

其中，所述X₀表示预设的基点坐标；所述T表示对比的坐标的数量；(X_i，y_i)表示磨耗线条坐标，(g_i，k_i)表示未磨耗线条坐标；

步骤2：根据所述磨耗系数，通过下式(2)确定所述磨耗程度值：

其中，所述Z表示磨耗时间，所述p_i表示磨损线条和未磨损线条第i个坐标的偏差系数，

所述g_i表示第i个坐标之间的相关系数；所述理想情况下的磨损比L；

步骤3，根据所述磨耗系数和磨耗程度，确定磨耗值

其中，所述f表示预设的基准磨耗参数。

本发明的有益效果在于：通过固定设置的工业面阵相机和半导体激光器检测受电弓护板磨耗的方法，能够不受环境和车速影响，因为半导体激光器发射的激光并不受环境和车速的干扰，该方法能够降低检查误差，还能时刻检查受电弓磨耗情况。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种受电弓滑板磨耗检测方法的流程图。

图2为本发明实施例中一种受电弓滑板磨耗检测系统的系统组成图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种受电弓滑板磨耗检测方法及系统，用于解决人工检测耗时、效率低和自动检测误差大的问题，本发明时基于横向结构光实现对受电弓滑板磨耗的检测方法。

如附图1所示，本发明为一种受电弓滑板磨耗检测方法，包括：

步骤100：通过预设在所述受电弓滑板上方的所述光源，对所述受电弓滑板进行横向照射，确定所述受电弓滑板表面的检测亮线；

步骤101：通过预设在所述受电弓滑板上方的所述相机，获取所述检测亮线在所述受电弓滑板上形成的亮线图像；

步骤102：将所述亮线图像中的亮线映射位置与所述相机之间的距离通过映射计算，确定映射距离；

步骤103：根据所述映射距离，确定亮线处滑板的截面轮廓特征；

其中，

所述截面轮廓特征包括磨损处轮廓特征和未磨损处轮廓特征；

步骤104：根据所述磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征进行比较，确定滑板的磨耗值。

上述技术方案的原理为：预先把半导体激光器设定在受电弓滑板正上方，半导体激光器可以对受电弓滑板发射横向的垂直向下的激光，可以在受电弓滑板长度方向形成一条检测亮线，在通过预先设定好在受电弓滑板上方的工业面阵相机，对准受电弓滑板检测亮线区域进行连续拍摄，获取多个受电弓滑板上形成的亮线的图像，然后根据获取的亮线图像，用映射计算出对亮线图像中的激光映射位置与工业面阵相机当中感光元件的感光面之间的映射距离，因为亮线是多个激光点连续照射而成，所以实际上是一个个激光点，那么根据工业面阵相机获取的多个亮线图像可以得到多个映射距离，把多个映射距离对应到一个坐标系当中，以拍摄照片次数作为横坐标，再以多个映射距离作为纵坐标，把这俩个坐标组合为受电弓滑板磨耗坐标点，把这些坐标点连接起来就形成了一个受电弓护板磨耗线条，通过把得到的受电弓滑板磨耗线条与受电弓滑板未磨耗线条进行比较，可以得出差值，也就是磨耗高度数值。

上述技术方案的有益效果在于：本发明通过固定设置的工业面阵相机和半导体激光器检测受电弓护板磨耗的方法，能够不受环境和车速影响，因为半导体激光器发射的激光并不受环境和车速的干扰，该方法能够降低检查误差，还能时刻检查受电弓磨耗情况。不受车速、使用环境、设备分辨率限制，测试误差较校，能满足运营维护的要求

作为本发明的一种实施例：所述光源为半导体激光器；

所述半导体激光器沿所述受电弓滑板表面依次发射激光进行垂直横向照射，在所述受电弓滑板表面形成检测亮线，其中，

所述检测亮线位于所述受电弓滑板表面长度方向的中间位置处。上述技术方案的原理和有益效果为：通过设置好位置的半导体激光器，对受电弓进行横向发射激光，在受电弓滑板标系形成检查亮线，所形成的亮线位于受电弓滑板长度方向的中间位置，通过激光能够降低检查误差，还有选择半导体激光器原因是它体积小、重量轻、耗电少、运转可靠、效率高。

作为本发明的一种实施例：所述通过预设在所述受电弓滑板上方的所述相机，获取所述检测亮线在所述受电弓滑板上形成的亮线图像，包括：

通过所述相机在所述受电弓滑板滑动时，拍摄所述光源照射处的图像，并提取出亮线图像；其中，

所述相机是工业面阵相机，

所述工业面阵相机拍摄视角与所述半导体激光器发射的激光照射区域相重合；

所述亮线图像是所述半导体激光器沿所述受电弓滑板表面依次发射激光进行垂直横向照射时的受电弓滑板图像。

上述技术方案的原理和有益效果为：通过工业面阵相机对受电弓滑板上的亮线图像进行拍摄，获取多个图像，工业面阵相机能获取二维图像信息，测量图像直观。

作为本发明的一种实施例：所述将所述亮线图像中的亮线映射位置与所述相机之间的距离通过映射计算，确定映射距离，包括：

根据所述亮线图像，确定所述亮线映射位置；

根据所述相机的高度和亮线图像，确定所述亮线映射位置相机之间的第一距离和拍摄角度；

根据所述光源的高度，确定所述亮线映射位置个光源之间的第二距离和照射角度

根据所述第一距离、第二距离、拍摄角度和照射角度，通过下式确定所述映射距离D：

其中，所述L为第一距离；所述h为第二距离；所述θ表示拍摄角度；所述β表示照射角度。

上述技术方案的原理和有益效果为：在本发明中，因为摄像机的位置时固定的，激光器的位置是固定的，在照射时，相对于每个激光点，角度也是固定的。通过映射计算出工业面阵相机拍摄的受电弓滑板图像中半导体激光器发射的激光映射位置与工业面阵相机中感光元件的感光面之间的映射距离，把这些拍摄的图像映射距离转化为坐标能够更好的对受电弓滑板磨耗高度进行确认。

作为本发明的一种实施例：所述根据所述磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征进行比较，确定滑板的磨耗值，包括：

根据所述映射距离，确定所述亮线图片上的亮线处滑板的截面轮廓特征；

根据所述截面轮廓特征，调取预设的磨损特征与所述截面轮廓特征进行对比，确定磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征；

根据所述磨损处轮廓特征，确定磨耗线条；

根据所述未磨损处轮廓特征，确定未磨耗线条；

将所述磨耗线条与未磨耗的线条进行比较，确定磨耗高度数值；其中，

所述将所述磨耗线条与未磨耗的线条进行比较，得出磨耗值包括：

步骤1，将所述磨耗线条与未磨耗的线条代入二维坐标系，确定所述磨耗线条与未磨耗的线条坐标，并计算磨耗系数：

其中，所述X₀表示预设的基点坐标；所述T表示对比的坐标的数量；(X_i，y_i)表示磨耗线条坐标，(g_i，k_i)表示未磨耗线条坐标；

步骤2：根据所述磨耗系数，通过下式(2)确定所述磨耗程度值：

其中，所述Z表示磨耗时间，所述p_i表示磨损线条和未磨损线条第i个坐标的偏差系数，

所述g_i表示第i个坐标之间的相关系数；所述理想情况下的磨损比L；

步骤3，根据所述磨耗系数和磨耗程度，确定磨耗值

其中，所述f表示预设的基准磨耗参数。

上述技术方案的原理和有益效果为：在映射距离确定了之后，可以确定亮线图片上的亮线处滑板的截面轮廓特征；这包括磨损地方的截面轮廓特征和没有磨损处的截面轮廓特征，磨损轮廓特征和不是磨损处的轮廓特征靠预设的磨损特征进行判断，然后根据磨损处的轮廓特征和没有磨损处的轮廓特征可以得到两条线条，而根据线条进行比较，就能够确定受电弓滑板磨耗的磨耗值。通过此方法可以精确的得知受电弓滑板磨耗程度，能够实时得知受电弓滑板磨耗情况。在计算磨耗值时，本发明基于二维坐标系将两条线条(磨耗线条与未磨耗的线条)代入坐标系，进而通过在基点坐标下的磨耗系数，基点坐标为未磨耗线条的坐标与磨耗线条的坐标在同一点的均值坐标。在磨耗系数确定之后本发明基于磨耗的时间和理想情况下的磨损比，通过指数函数的比较，确定磨耗的程度。最后基于磨耗系数和磨耗程度，与基准磨耗参数之间的差值，确定受电功滑板磨损的能不能使用。

如附图2所示，为达到上述目的，本发明实施例还提供了一种受电弓滑板磨耗检测系统，包括光源、相机和受电弓滑板，包括：

光源模块，通过预设在所述受电弓滑板上方的所述光源，对所述受电弓滑板进行横向照射，确定所述受电弓滑板表面的检测亮线；

图像获取模块，通过预设在所述受电弓滑板上方的所述相机，获取所述检测亮线在所述受电弓滑板上形成的亮线图像；

距离计算模块：用于将所述亮线图像中的亮线映射位置与所述相机之间的距离通过映射计算，确定映射距离；

特征获取模块：用于根据所述映射距离，确定亮线处滑板的截面轮廓特征；

磨耗值获取模块，用于根据所述磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征进行比较，确定滑板的磨耗值。

上述技术方案的原理为：预先把半导体激光器设定在受电弓滑板正上方，半导体激光器可以对受电弓滑板发射横向的垂直向下的激光，可以在受电弓滑板长度方向形成一条检测亮线，在通过预先设定好在受电弓滑板上方的工业面阵相机，对准受电弓滑板检测亮线区域进行连续拍摄，获取多个受电弓滑板上形成的亮线的图像，然后根据获取的亮线图像，用激光三角法计算出对亮线图像中的激光映射位置与工业面阵相机当中感光元件的感光面之间的映射距离，因为亮线是多个激光点连续照射而成，所以实际上是一个个激光点，那么根据工业面阵相机获取的多个亮线图像可以得到多个映射距离，把多个映射距离对应到一个坐标系当中，以拍摄照片次数作为横坐标，再以多个映射距离作为纵坐标，把这俩个坐标组合为受电弓滑板磨耗坐标点，把这些坐标点连接起来就形成了一个受电弓护板磨耗线条，通过把得到的受电弓滑板磨耗线条与受电弓滑板未磨耗线条进行比较，可以得出差值，也就是磨耗高度数值。

上述技术方案的有益效果在于：通过固定设置的工业面阵相机和半导体激光器检测受电弓护板磨耗的方法，能够不受环境和车速影响，因为半导体激光器发射的激光并不受环境和车速的干扰，该方法能够降低检查误差，还能时刻检查受电弓磨耗情况。

作为本发明的一种实施例：所述光源模块在所述受电弓滑板上方预设有光源：

所述光源为半导体激光器；

所述半导体激光器沿所述受电弓滑板表面依次发射激光进行垂直横向照射，在所述受电弓滑板表面形成检测亮线，其中，

所述检测亮线位于所述受电弓滑板表面长度方向的中间位置处。

上述技术方案的原理和有益效果为：通过设置好位置的半导体激光器，对受电弓进行横向发射激光，在受电弓滑板标系形成检查亮线，所形成的亮线位于受电弓滑板长度方向的中间位置，通过激光能够降低检查误差，还有选择半导体激光器原因是它体积小、重量轻、耗电少、运转可靠、效率高。

作为本发明的一种实施例：所述图像获取模块包括：

图像获取单元：通过所述相机在所述受电弓滑板滑动时，拍摄所述光源照射处的图像，并提取出亮线图像；其中，

所述相机是工业面阵相机，其中，

所述工业面阵相机拍摄视角与所述半导体激光器发射的激光照射区域相重合；

所述获取多个受电弓滑板亮线的图像是所述半导体激光器沿所述受电弓滑板表面依次发射激光进行垂直横向照射的多个受电弓滑板图像。

上述技术方案的原理和有益效果为：通过工业面阵相机对受电弓滑板上的亮线图像进行拍摄，获取多个图像，工业面阵相机能获取二维图像信息，测量图像直观。

作为本发明的一种实施例：所述距离计算模块，包括：

第一确定单元：用于根据所述亮线图像，确定所述亮线映射位置；

第二确定单元：用于根据所述相机的高度和亮线图像，确定所述亮线映射位置相机之间的第一距离和拍摄角度；

第三确定单元：用于根据所述光源的高度，确定所述亮线映射位置个光源之间的第二距离和照射角度

第四确定单元：用于根据所述第一距离、第二距离、拍摄角度和照射角度，通过下式确定所述映射距离D：

其中，所述L为第一距离；所述h为第二距离；所述θ表示拍摄角度；所述β表示照射角度。

上述技术方案的原理和有益效果为：在本发明中，因为摄像机的位置时固定的，激光器的位置是固定的，在照射时，相对于每个激光点，角度也是固定的。通过映射计算出工业面阵相机拍摄的受电弓滑板图像中半导体激光器发射的激光映射位置与工业面阵相机中感光元件的感光面之间的映射距离，把这些拍摄的图像映射距离转化为坐标能够更好的对受电弓滑板磨耗高度进行确认。

作为本发明的一种实施例：所述磨耗值获取模块包括：

第五确定单元：用于根据所述映射距离，确定所述亮线图片上的亮线处滑板的截面轮廓特征；

第六确定单元：用于根据所述截面轮廓特征，调取预设的磨损特征与所述截面轮廓特征进行对比，确定磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征；

第七确定单元：用于根据所述磨损处轮廓特征，确定磨耗线条；

第八确定单元：用于根据所述未磨损处轮廓特征，确定未磨耗线条；

第九确定单元：用于将所述磨耗线条与未磨耗的线条进行比较，确定磨耗高度数值；其中，

所述将所述磨耗线条与未磨耗的线条进行比较，得出磨耗值包括：

步骤1，将所述磨耗线条与未磨耗的线条代入二维坐标系，确定所述磨耗线条与未磨耗的线条坐标，并计算磨耗系数：

其中，所述X₀表示预设的基点坐标；所述T表示对比的坐标的数量；(X_i，y_i)表示磨耗线条坐标，(g_i，k_i)表示未磨耗线条坐标；

步骤2：根据所述磨耗系数，通过下式(2)确定所述磨耗程度值：

其中，所述Z表示磨耗时间，所述p_i表示磨损线条和未磨损线条第i个坐标的偏差系数，

所述g_i表示第i个坐标之间的相关系数；所述理想情况下的磨损比L；

步骤3，根据所述磨耗系数和磨耗程度，确定磨耗值

其中，所述f表示预设的基准磨耗阈值，其中，磨耗值F＞1时表示对应区域已经报废，当磨耗值F≤1时，表示对应区域没有超过基准磨耗阈值，可以进行使用。

其中，所述f表示预设的基准参数值。

上述技术方案的原理和有益效果为：本发明在映射距离确定了之后，可以确定亮线图片上的亮线处滑板的截面轮廓特征；这包括磨损地方的截面轮廓特征和没有磨损处的截面轮廓特征，磨损轮廓特征和不是磨损处的轮廓特征靠预设的磨损特征进行判断，然后根据磨损处的轮廓特征和没有磨损处的轮廓特征可以得到两条线条，而根据线条进行比较，就能够确定受电弓滑板磨耗的磨耗值。通过此方法可以精确的得知受电弓滑板磨耗程度，能够实时得知受电弓滑板磨耗情况。在计算磨耗值时，本发明基于二维坐标系将两条线条(磨耗线条与未磨耗的线条)代入坐标系，进而通过在基点坐标下的磨耗系数，基点坐标为未磨耗线条的坐标与磨耗线条的坐标在同一点的均值坐标。在磨耗系数确定之后本发明基于磨耗的时间和理想情况下的磨损比，通过指数函数的比较，确定磨耗的程度。最后基于磨耗系数和磨耗程度，与基准磨耗参数之间的差值，确定受电功滑板磨损的能不能使用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种受电弓滑板磨耗检测方法，包括光源、相机和受电弓滑板，其特征在于，包括：

通过预设在所述受电弓滑板上方的所述光源，对所述受电弓滑板进行横向照射，确定所述受电弓滑板表面的检测亮线；

通过预设在所述受电弓滑板上方的所述相机，获取所述检测亮线在所述受电弓滑板上形成的亮线图像；

将所述亮线图像中的亮线映射位置与所述相机之间的距离通过映射计算，确定映射距离；

根据所述映射距离，确定亮线处滑板的截面轮廓特征；其中，

所述截面轮廓特征包括磨损处轮廓特征和未磨损处轮廓特征；

根据所述磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征进行比较，确定滑板的磨耗值。

2.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板磨耗检测方法，其特征在于，所述光源为半导体激光器；

所述半导体激光器沿所述受电弓滑板表面依次发射激光进行垂直横向照射，在所述受电弓滑板表面形成检测亮线，其中，

所述检测亮线位于所述受电弓滑板表面长度方向的中间位置处。

3.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板磨耗检测方法，其特征在于，所述通过预设在所述受电弓滑板上方的所述相机，获取所述检测亮线在所述受电弓滑板上形成的亮线图像，包括：

通过所述相机在所述受电弓滑板滑动时，拍摄所述光源照射处的图像，并提取出亮线图像；其中，

所述相机是工业面阵相机，

所述工业面阵相机拍摄视角与所述半导体激光器发射的激光照射区域相重合；

所述亮线图像是所述半导体激光器沿所述受电弓滑板表面依次发射激光进行垂直横向照射时的受电弓滑板图像。

4.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板磨耗检测方法，其特征在于，所述将所述亮线图像中的亮线映射位置与所述相机之间的距离通过映射计算，确定映射距离，包括：

根据所述亮线图像，确定所述亮线映射位置；

根据所述相机的高度和亮线图像，确定所述亮线映射位置相机之间的第一距离和拍摄角度；

根据所述光源的高度，确定所述亮线映射位置个光源之间的第二距离和照射角度

根据所述第一距离、第二距离、拍摄角度和照射角度，通过下式确定所述映射距离D：

其中，所述L为第一距离；所述h为第二距离；所述θ表示拍摄角度；所述β表示照射角度。

5.根据权利要求1所述的一种受电弓滑板磨耗检测方法，其特征在于，所述根据所述磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征进行比较，确定滑板的磨耗值，包括：

根据所述映射距离，确定所述亮线图片上的亮线处滑板的截面轮廓特征；

根据所述截面轮廓特征，调取预设的磨损特征与所述截面轮廓特征进行对比，确定磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征；

根据所述磨损处轮廓特征，确定磨耗线条；

根据所述未磨损处轮廓特征，确定未磨耗线条；

将所述磨耗线条与未磨耗的线条进行比较，确定磨耗高度数值；其中，

所述将所述磨耗线条与未磨耗的线条进行比较，得出磨耗值包括：

步骤1，将所述磨耗线条与未磨耗的线条代入二维坐标系，确定所述磨耗线条与未磨耗的线条坐标，并计算磨耗系数：

其中，所述X₀表示预设的基点坐标；所述T表示对比的坐标的数量；(X_i，y_i)表示磨耗线条坐标，(g_i，k_i)表示未磨耗线条坐标；

步骤2：根据所述磨耗系数，通过下式(2)确定所述磨耗程度值：

其中，所述Z表示磨耗时间，所述p_i表示磨损线条和未磨损线条第i个坐标的偏差系数，

所述g_i表示第i个坐标之间的相关系数；所述理想情况下的磨损比L；

步骤3，根据所述磨耗系数和磨耗程度，确定磨耗值

其中，所述f表示预设的基准磨耗阈值，其中，磨耗值F＞1时表示对应区域已经报废，当磨耗值F≤1时，表示对应区域没有超过基准磨耗阈值，可以进行使用。

6.一种受电弓滑板磨耗检测系统，包括光源、相机和受电弓滑板，其特征在于，包括：

光源模块：用于通过预设在所述受电弓滑板上方的所述光源，对所述受电弓滑板进行横向照射，确定所述受电弓滑板表面的检测亮线；

图像获取模块：用于通过预设在所述受电弓滑板上方的所述相机，获取所述检测亮线在所述受电弓滑板上形成的亮线图像；

距离计算模块：用于将所述亮线图像中的亮线映射位置与所述相机之间的距离通过映射计算，确定映射距离；

特征获取模块：用于根据所述映射距离，确定亮线处滑板的截面轮廓特征；

磨耗值获取模块：用于根据所述磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征进行比较，确定滑板的磨耗值。

7.根据权利要求6所述的一种受电弓滑板磨耗检测系统，其特征在于，所述光源模块在所述受电弓滑板上方预设有光源：

所述光源为半导体激光器；

所述半导体激光器沿所述受电弓滑板表面依次发射激光进行垂直横向照射，在所述受电弓滑板表面形成检测亮线，其中，

所述检测亮线位于所述受电弓滑板表面长度方向的中间位置处。

8.根据权利要求6所述的一种受电弓滑板磨耗检测系统，其特征在于，所述图像获取模块包括：

图像获取单元：通过所述相机在所述受电弓滑板滑动时，拍摄所述光源照射处的图像，并提取出亮线图像；其中，

所述相机是工业面阵相机，其中，

所述工业面阵相机拍摄视角与所述半导体激光器发射的激光照射区域相重合；

所述获取多个受电弓滑板亮线的图像是所述半导体激光器沿所述受电弓滑板表面依次发射激光进行垂直横向照射的多个受电弓滑板图像。

9.根据权利要求6所述的一种受电弓滑板磨耗检测系统，其特征在于，所述距离计算模块，包括：

第一确定单元：用于根据所述亮线图像，确定所述亮线映射位置；

第二确定单元：用于根据所述相机的高度和亮线图像，确定所述亮线映射位置相机之间的第一距离和拍摄角度；

第三确定单元：用于根据所述光源的高度，确定所述亮线映射位置个光源之间的第二距离和照射角度；

第四确定单元：用于根据所述第一距离、第二距离、拍摄角度和照射角度，通过下式确定所述映射距离D：

其中，所述L为第一距离；所述h为第二距离；所述θ表示拍摄角度；所述β表示照射角度。

10.根据权利要求6所述的一种受电弓滑板磨耗检测系统，其特征在于，所述磨耗值获取模块包括：

第五确定单元：用于根据所述映射距离，确定所述亮线图片上的亮线处滑板的截面轮廓特征；

第六确定单元：用于根据所述截面轮廓特征，调取预设的磨损特征与所述截面轮廓特征进行对比，确定磨损处轮廓特征与未磨损处轮廓特征；

第七确定单元：用于根据所述磨损处轮廓特征，确定磨耗线条；

第八确定单元：用于根据所述未磨损处轮廓特征，确定未磨耗线条；

第九确定单元：用于将所述磨耗线条与未磨耗的线条进行比较，确定磨耗高度数值；其中，

所述将所述磨耗线条与未磨耗的线条进行比较，得出磨耗值包括：

步骤1，将所述磨耗线条与未磨耗的线条代入二维坐标系，确定所述磨耗线条与未磨耗的线条坐标，并计算磨耗系数：

其中，所述X₀表示预设的基点坐标；所述T表示对比的坐标的数量；(X_i，y_i)表示磨耗线条坐标，(g_i，k_i)表示未磨耗线条坐标；

步骤2：根据所述磨耗系数，通过下式(2)确定所述磨耗程度值：

其中，所述Z表示磨耗时间，所述p_i表示磨损线条和未磨损线条第i个坐标的偏差系数，

所述g_i表示第i个坐标之间的相关系数；所述理想情况下的磨损比L；

步骤3，根据所述磨耗系数和磨耗程度，确定磨耗值

其中，所述f表示预设的基准磨耗阈值，其中，磨耗值F＞1时表示对应区域已经报废，当磨耗值F≤1时，表示对应区域没有超过基准磨耗阈值，可以进行使用。

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