CN112834879A - 一种弓网燃弧的检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种弓网燃弧的检测装置及检测方法，其中，所述弓网燃弧的检测装置包括图像获取模块和图像处理模块，通过所述图像获取模块实现弓网接触区域的红外图像、紫外图像和可见光图像的获取，通过所述图像处理模块对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理，并根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象，以实现非接触式的弓网燃弧检测，无需对受电弓进行改造，且综合了红外图像、紫外图像和可见光图像的处理结果进行综合判断所述弓网接触区域是否出现弓网燃弧现象，有利于提高所述弓网燃弧的检测装置对于弓网燃弧的检测准确率，降低误报概率。
Description
技术领域
本申请涉及车辆工程技术领域，更具体地说，涉及一种弓网燃弧的检测装置及检测方法。
背景技术
在轨道车辆运行时，轨道车辆的受电弓需要与接触网接触以获取电能。受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，均由滑板、上框架、下臂杆(双臂弓用下框架)、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。
在实际运行过程中，受电弓可能会与接触网脱离，造成弓网离线的情况，在弓网离线时会发生弓网燃弧，弓网燃弧是剧烈的放电现象，往往伴随着高温、强光、强电磁干扰、电离辐射等现象，直接影响列车取流、提速，对受电弓接触网造成侵蚀，对通讯带来干扰，给周围环境造成污染。燃弧持续时间过长还会导致接触线汽化，对运行安全带来重大风险，因此在轨道车辆运行过程中检测弓网燃弧现象具有重要意义。
目前对于弓网燃弧检测的方法存在对受电弓改造工作量大或检测误报率高等问题，难以满足实际应用需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种弓网燃弧的检测装置及检测方法，以实现无需对受电弓进行改造即可实现对弓网燃弧检测，且检测准确率较高的目的。
为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
一种弓网燃弧的检测装置，用于检测轨道车辆的弓网燃弧现象，所述弓网燃弧的检测装置包括：图像获取模块和图像处理模块；其中，
所述图像获取模块，用于获取所述轨道车辆的弓网接触区域的红外图像、紫外图像和可见光图像，所述弓网接触区域包括所述轨道车辆的受电弓与接触网的接触区域；
所述图像处理模块，用于对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理，并根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象。
可选的，所述图像处理模块对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理具体用于，对所述红外图像进行图像识别，以获取所述红外图像的红外识别结果；对所述紫外图像进行图像识别，以获取所述紫外图像的紫外识别结果；对所述可见光图像进行图像识别，以获取所述可见光图像的可见光识别结果；
所述红外识别结果包括弓网接触区域温度，所述紫外识别结果包括是否存在弓网燃弧特性量，所述可见光识别结果包括是否存在燃弧火花。
可选的，所述图像处理模块根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象具体用于，根据所述红外识别结果、所述紫外识别结果和所述可见光识别结果，判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象。
可选的，所述图像处理模块根据所述红外识别结果、所述紫外识别结果和所述可见光识别结果，判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象具体用于，
在当所述红外识别结果满足红外燃弧条件，所述紫外识别结果满足紫外燃弧条件，且所述可见光识别结果满足可见光燃弧条件时，判定所述轨道车辆的弓网接触区域出现了弓网燃弧现象。
可选的，所述红外燃弧条件包括：所述弓网接触区域温度大于预设温度阈值。
可选的，所述紫外燃弧条件包括：所述紫外识别结果包括弓网燃弧特性量。
可选的，所述可见光识别结果包括：所述可见光识别结果包括燃弧火花。
可选的，所述图像获取模块包括：红外相机、紫外相机和可见光相机；其中，
所述红外相机设置于所述轨道车辆的车顶，用于获取所述轨道车辆的弓网接触区域的红外图像；
所述紫外相机设置于所述轨道车辆的车顶，用于获取所述轨道车辆的弓网接触区域的紫外图像；
所述可见光相机设置于所述轨道车辆的车顶，用于获取所述轨道车辆的弓网接触区域的可见光图像。
一种弓网燃弧的检测方法，用于检测轨道车辆的弓网燃弧现象，所述弓网燃弧的检测方法包括：
获取所述轨道车辆的弓网接触区域的红外图像、紫外图像和可见光图像，所述弓网接触区域包括所述轨道车辆的受电弓与接触网的接触区域；
对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理，并根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象。
可选的，所述对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理包括：
对所述红外图像进行图像识别，以获取所述红外图像的红外识别结果；对所述紫外图像进行图像识别，以获取所述紫外图像的紫外识别结果；对所述可见光图像进行图像识别，以获取所述可见光图像的可见光识别结果；
所述红外识别结果包括弓网接触区域温度，所述紫外识别结果包括是否存在弓网燃弧特性量，所述可见光识别结果包括是否存在燃弧火花。
可选的，所述根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象包括：
根据所述红外识别结果、所述紫外识别结果和所述可见光识别结果，判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象。
可选的，所述根据所述红外识别结果、所述紫外识别结果和所述可见光识别结果，判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象包括：
在当所述红外识别结果满足红外燃弧条件，所述紫外识别结果满足紫外燃弧条件，且所述可见光识别结果满足可见光燃弧条件时，判定所述轨道车辆的弓网接触区域出现了弓网燃弧现象。
可选的，所述红外燃弧条件包括：所述弓网接触区域温度大于预设温度阈值。
可选的，所述紫外燃弧条件包括：所述紫外识别结果包括弓网燃弧特性量。
可选的，所述可见光识别结果包括：所述可见光识别结果包括燃弧火花。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种弓网燃弧的检测装置及检测方法，其中，所述弓网燃弧的检测装置包括图像获取模块和图像处理模块，通过所述图像获取模块实现弓网接触区域的红外图像、紫外图像和可见光图像的获取，通过所述图像处理模块对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理，并根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象，以实现非接触式的弓网燃弧检测，无需对受电弓进行改造，且综合了红外图像、紫外图像和可见光图像的处理结果进行综合判断所述弓网接触区域是否出现弓网燃弧现象，有利于提高所述弓网燃弧的检测装置对于弓网燃弧的检测准确率，降低误报概率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请的一个实施例提供的一种弓网燃弧的检测装置的结构示意图；
图2为本申请的一个实施例提供的一种弓网接触区域的图像；
图3为本申请的另一个实施例提供的一种弓网燃弧的检测装置的结构示意图；
图4示出了红外图像中检测出的红外超温图像；
图5示出了可见光图像中识别出的燃弧火花；
图6为本申请的一个实施例提供的一种弓网燃弧的检测方法的流程示意图；
图7为本申请的另一个实施例提供的一种弓网燃弧的检测方法的流程示意图；
图8为本申请的又一个实施例提供的一种弓网燃弧的检测方法的流程示意图。
具体实施方式
正如背景技术中所述，现有技术中的弓网燃弧的检测方法主要分为接触式和非接触式。
其中，接触式的检测方法主要包括压力检测方法和硬点检测法。其中，压力检测方法是通过在受电弓上安装压力传感器，在运行时可以实时监测弓网间的接触压力。接触压力直观的反映了在受电弓抬升力作用下的受电弓和接触网之间的接触状态，是评价受流质量的重要指标之一。通过与标准压力范围进行对比，可以确认压力偏小、接触力不稳定的位置，在这些位置可能存在接触不良的情况，严重影响弓网间的受流性能，而且很可能产生离线燃弧。
硬点检测法一般是通过在受电弓滑板的正下方安装了加速度传感器，通过检测受电弓滑板在垂直方向的加速度来监控硬点的产生。当列车运行时会导致受电弓产生较大的振动较大时，甚至可能因为惯性出现离线现象，从而影响受流性能，产生一系列不连续的离线火花。
上述两种方法的缺点是需对受电弓或滑板改造工作量大，特别是不适应于高速运行的列车，存在较大运营的安全风险。
非接触式的检测方法主要包括紫外检测法和电流法，其中，紫外检测法是通过在列车顶部受电弓平台附近加装紫外线传感器，监控离线燃弧所散发的紫外线，达到检测离线燃弧发生的目的。在弓网间受流性能不好时，受电弓滑板与接触线之间一定会出现存在较大间隙的情况，继而发生电弧放电的现象。缺点是很难做到定量分析，存在一定概率的误检，准确率有待提高。
电流法：这是一种通过测量网流大小从而判断离线与否的检测方法。主要内容是通过检测接触线-受电弓电流并对其进行数据处理，通过比较电流及其微分值，如果两者都为零时则判定发生了离线现象。缺点是不能实时监控燃弧的产生；且存在燃弧的时间较短，响应和数据处理的时间不及时。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种弓网燃弧的检测装置，用于检测轨道车辆的弓网燃弧现象，所述弓网燃弧的检测装置包括：图像获取模块和图像处理模块；其中，
所述图像获取模块，用于获取所述轨道车辆的弓网接触区域的红外图像、紫外图像和可见光图像，所述弓网接触区域包括所述轨道车辆的受电弓与接触网的接触区域；
所述图像处理模块，用于对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理，并根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象。
所述弓网燃弧的检测装置包括图像获取模块和图像处理模块，通过所述图像获取模块实现弓网接触区域的红外图像、紫外图像和可见光图像的获取，通过所述图像处理模块对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理，并根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象，以实现非接触式的弓网燃弧检测，无需对受电弓进行改造，且综合了红外图像、紫外图像和可见光图像的处理结果进行综合判断所述弓网接触区域是否出现弓网燃弧现象，有利于提高所述弓网燃弧的检测装置对于弓网燃弧的检测准确率，降低误报概率。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种弓网燃弧的检测装置，用于检测轨道车辆的弓网燃弧现象，如图1所示，所述弓网燃弧的检测装置包括：图像获取模块和图像处理模块；其中，
所述图像获取模块，用于获取所述轨道车辆的弓网接触区域的红外图像、紫外图像和可见光图像，所述弓网接触区域包括所述轨道车辆的受电弓与接触网的接触区域；
所述图像处理模块，用于对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理，并根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象。
在本实施例中，参考图2，图2示出了包含弓网接触区域的图像，所述弓网接触区域主要包括所述轨道车辆的受电弓与接触网的接触区域。由于所述弓网接触区域一般处于轨道车辆的顶部上方，因此所述图像获取模块的设置位置通常也为轨道车辆的顶部。可选的，参考图3，所述图像获取模块包括：红外相机、紫外相机和可见光相机；其中，
所述红外相机设置于所述轨道车辆的车顶，用于获取所述轨道车辆的弓网接触区域的红外图像；
所述紫外相机设置于所述轨道车辆的车顶，用于获取所述轨道车辆的弓网接触区域的紫外图像；
所述可见光相机设置于所述轨道车辆的车顶，用于获取所述轨道车辆的弓网接触区域的可见光图像。
下面对本实施例提供的弓网燃弧的检测装置中所述图像处理模块的具体可行工作逻辑进行说明。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述图像处理模块对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理具体用于，对所述红外图像进行图像识别，以获取所述红外图像的红外识别结果；对所述紫外图像进行图像识别，以获取所述紫外图像的紫外识别结果；对所述可见光图像进行图像识别，以获取所述可见光图像的可见光识别结果；
所述红外识别结果包括弓网接触区域温度，所述紫外识别结果包括是否存在弓网燃弧特性量，所述可见光识别结果包括是否存在燃弧火花。
具体地，所述图像处理模块根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象具体用于，根据所述红外识别结果、所述紫外识别结果和所述可见光识别结果，判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象。
更具体地，所述图像处理模块根据所述红外识别结果、所述紫外识别结果和所述可见光识别结果，判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象具体用于，
在当所述红外识别结果满足红外燃弧条件，所述紫外识别结果满足紫外燃弧条件，且所述可见光识别结果满足可见光燃弧条件时，判定所述轨道车辆的弓网接触区域出现了弓网燃弧现象。
可选的，所述红外燃弧条件包括：所述弓网接触区域温度大于预设温度阈值。参考图4，图4示出了红外图像中检测出的红外超温图像。
所述紫外燃弧条件包括：所述紫外识别结果包括弓网燃弧特性量。
所述可见光识别结果包括：所述可见光识别结果包括燃弧火花。参考图5，图5示出了可见光图像中识别出的燃弧火花。
在本实施例中，只有在所述红外识别结果满足红外燃弧条件，所述紫外识别结果满足紫外燃弧条件，且所述可见光识别结果满足可见光燃弧条件这三个条件均满足时，才会判定所述轨道车辆的弓网接触区域出现了弓网燃弧现象，有效避免了误报的情况。
具体地，由于紫外图像的紫外识别结果中是否包括弓网燃弧特性量极易受到其他环境(例如太阳光照)因素的影响出现误判，所述可见光识别结果中是否包括燃弧火花也可能受到强反光等因素的影响出现误判，所述红外图像中公网接触区域的温度也可能由于高温天气等的影响出现误判，因此只有在三个条件均满足时才判定出现弓网燃弧现象，有利于避免由于上述因素干扰而出现的误报现象，提高所述弓网燃弧的检测装置的检测结果可靠性。
下面对本申请实施例提供的弓网燃弧的检测方法进行描述，下文描述的弓网燃弧的检测方法可与上文描述的弓网燃弧的检测装置相互对应参照。
相应的，本申请实施例提供了一种弓网燃弧的检测方法，如图6所示，用于检测轨道车辆的弓网燃弧现象，所述弓网燃弧的检测方法包括：
S101：获取所述轨道车辆的弓网接触区域的红外图像、紫外图像和可见光图像，所述弓网接触区域包括所述轨道车辆的受电弓与接触网的接触区域；
S102：对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理，并根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象。
可选的，参考图7，所述对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理包括：
S1021：对所述红外图像进行图像识别，以获取所述红外图像的红外识别结果；对所述紫外图像进行图像识别，以获取所述紫外图像的紫外识别结果；对所述可见光图像进行图像识别，以获取所述可见光图像的可见光识别结果；
所述红外识别结果包括弓网接触区域温度，所述紫外识别结果包括是否存在弓网燃弧特性量，所述可见光识别结果包括是否存在燃弧火花。
可选的，仍然参考图7，所述根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象包括：
S1022：根据所述红外识别结果、所述紫外识别结果和所述可见光识别结果，判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象。
可选的，参考图8，所述根据所述红外识别结果、所述紫外识别结果和所述可见光识别结果，判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象包括：
S10221：在当所述红外识别结果满足红外燃弧条件，所述紫外识别结果满足紫外燃弧条件，且所述可见光识别结果满足可见光燃弧条件时，判定所述轨道车辆的弓网接触区域出现了弓网燃弧现象。
可选的，所述红外燃弧条件包括：所述弓网接触区域温度大于预设温度阈值。
可选的，所述紫外燃弧条件包括：所述紫外识别结果包括弓网燃弧特性量。
可选的，所述可见光识别结果包括：所述可见光识别结果包括燃弧火花。
综上所述，本申请实施例提供了一种弓网燃弧的检测装置及检测方法，其中，所述弓网燃弧的检测装置包括图像获取模块和图像处理模块，通过所述图像获取模块实现弓网接触区域的红外图像、紫外图像和可见光图像的获取，通过所述图像处理模块对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理，并根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象，以实现非接触式的弓网燃弧检测，无需对受电弓进行改造，且综合了红外图像、紫外图像和可见光图像的处理结果进行综合判断所述弓网接触区域是否出现弓网燃弧现象，有利于提高所述弓网燃弧的检测装置对于弓网燃弧的检测准确率，降低误报概率。
本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (15)
1.一种弓网燃弧的检测装置，其特征在于，用于检测轨道车辆的弓网燃弧现象，所述弓网燃弧的检测装置包括：图像获取模块和图像处理模块；其中，
所述图像获取模块，用于获取所述轨道车辆的弓网接触区域的红外图像、紫外图像和可见光图像，所述弓网接触区域包括所述轨道车辆的受电弓与接触网的接触区域；
所述图像处理模块，用于对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理，并根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象。
2.根据权利要求1所述的弓网燃弧的检测装置，其特征在于，所述图像处理模块对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理具体用于，对所述红外图像进行图像识别，以获取所述红外图像的红外识别结果；对所述紫外图像进行图像识别，以获取所述紫外图像的紫外识别结果；对所述可见光图像进行图像识别，以获取所述可见光图像的可见光识别结果；
所述红外识别结果包括弓网接触区域温度，所述紫外识别结果包括是否存在弓网燃弧特性量，所述可见光识别结果包括是否存在燃弧火花。
3.根据权利要求2所述的弓网燃弧的检测装置，其特征在于，所述图像处理模块根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象具体用于，根据所述红外识别结果、所述紫外识别结果和所述可见光识别结果，判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象。
4.根据权利要求3所述的弓网燃弧的检测装置，其特征在于，所述图像处理模块根据所述红外识别结果、所述紫外识别结果和所述可见光识别结果，判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象具体用于，
在当所述红外识别结果满足红外燃弧条件，所述紫外识别结果满足紫外燃弧条件，且所述可见光识别结果满足可见光燃弧条件时，判定所述轨道车辆的弓网接触区域出现了弓网燃弧现象。
5.根据权利要求4所述的弓网燃弧的检测装置，其特征在于，所述红外燃弧条件包括：所述弓网接触区域温度大于预设温度阈值。
6.根据权利要求4所述的弓网燃弧的检测装置，其特征在于，所述紫外燃弧条件包括：所述紫外识别结果包括弓网燃弧特性量。
7.根据权利要求4所述的弓网燃弧的检测装置，其特征在于，所述可见光识别结果包括：所述可见光识别结果包括燃弧火花。
8.根据权利要求1所述的弓网燃弧的检测装置，其特征在于，所述图像获取模块包括：红外相机、紫外相机和可见光相机；其中，
所述红外相机设置于所述轨道车辆的车顶，用于获取所述轨道车辆的弓网接触区域的红外图像；
所述紫外相机设置于所述轨道车辆的车顶，用于获取所述轨道车辆的弓网接触区域的紫外图像；
所述可见光相机设置于所述轨道车辆的车顶，用于获取所述轨道车辆的弓网接触区域的可见光图像。
9.一种弓网燃弧的检测方法，其特征在于，用于检测轨道车辆的弓网燃弧现象，所述弓网燃弧的检测方法包括：
获取所述轨道车辆的弓网接触区域的红外图像、紫外图像和可见光图像，所述弓网接触区域包括所述轨道车辆的受电弓与接触网的接触区域；
对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理，并根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述对所述红外图像、紫外图像和可见光图像进行处理包括：
对所述红外图像进行图像识别，以获取所述红外图像的红外识别结果；对所述紫外图像进行图像识别，以获取所述紫外图像的紫外识别结果；对所述可见光图像进行图像识别，以获取所述可见光图像的可见光识别结果；
所述红外识别结果包括弓网接触区域温度，所述紫外识别结果包括是否存在弓网燃弧特性量，所述可见光识别结果包括是否存在燃弧火花。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据处理结果判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象包括：
根据所述红外识别结果、所述紫外识别结果和所述可见光识别结果，判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述红外识别结果、所述紫外识别结果和所述可见光识别结果，判断所述轨道车辆的弓网接触区域是否出现了弓网燃弧现象包括：
在当所述红外识别结果满足红外燃弧条件，所述紫外识别结果满足紫外燃弧条件，且所述可见光识别结果满足可见光燃弧条件时，判定所述轨道车辆的弓网接触区域出现了弓网燃弧现象。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述红外燃弧条件包括：所述弓网接触区域温度大于预设温度阈值。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述紫外燃弧条件包括：所述紫外识别结果包括弓网燃弧特性量。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述可见光识别结果包括：所述可见光识别结果包括燃弧火花。
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