[0001] 本实用新型涉及接触网状态检测技术领域，具体为一种基于深度学习的改进接触网悬挂状态检测装置。

[0002] 目前，高速铁路是我国的重要交通方式之一，其通过机车顶部的受电弓从接触网处获取电能，再通过电动机驱动高铁行驶，所以接触网在高速铁路系统中占着至关重要的地位。

[0003] 但是接触网随着日积月累的使用，接触网上的各个零部件会出现各种各样的故障，如绝缘子破损龟裂、销钉脱落等等，目前对接触网悬挂状态检测主要有接触式检测方法和非接触检测方法。其中接触式检测方法存在危险系数大、工作量大、效率低等问题，导致接触式检测方法如今应用较少。而非接触式检测方法具有节省大量人力资源、成本低、结构简单等优点，但也存在一定问题：图像分析、数据处理需要大量时间，相机拍摄存在死角之类。

[0004] 现有技术公开了申请号为CN201821720873.X的一种轨道交通电客车接触网悬挂综合检测装置，包括集成控制处理模块、接触网左悬挂监测系统、接触网右悬挂监测系统、高速接触网在线弓网监测系统、高灵敏度供电设备绝缘状态红外检测系统、高灵敏度供电设备绝缘状态紫外检测系统和接触网运行性能地面监测系统。

[0005] 现有装置中采用了多组相机来进行拍摄，实际应用中，这样会大大增加成本，所以可以考虑相机的多角度拍摄。

[0006] 因此，设计实用性强和多角度拍摄的一种基于深度学习的改进接触网悬挂状态检测装置是很有必要的。实用新型内容

[0007] 本实用新型的目的在于提供一种基于深度学习的改进接触网悬挂状态检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0008] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于深度学习的改进接触网悬挂状态检测装置，包括安装块，所述安装块的内底部固定连接有第一电机，所述第一电机的输出端设置有转动机构，所述安装块的顶部固定连接有竖块，所述安装块的顶部固定连接有机架，所述机架的顶部固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端设置有摆动机构，所述转动机构的顶部转动连接有圆杆，所述圆杆的一端固定连接有摇杆，所述摇杆的一侧固定连接有滚球，所述滚球与摆动机构相对应，所述圆杆的另一端固定连接有L形板，所述L形板的顶部固定连接有相机。

[0009] 根据上述技术方案，所述转动机构包含第一转动轴，所述第一转动轴转动连接在第一电机的输出端上，所述第一转动轴穿过安装块和竖块，所述第一转动轴在安装块和竖块的内部转动，所述第一转动轴的顶部固定连接有空心圆柱，所述圆杆转动连接在空心圆柱的内部。

[0010] 根据上述技术方案，所述摆动机构包含第二转动轴，所述第二转动轴转动连接在第二电机的输出端上，所述第二转动轴的中部固定连接有支撑块，所述支撑块的一侧固定连接有两个支撑杆，所述竖块的外侧滑动连接有T型块，两个所述支撑杆分别铰链连接在T型块的底部两侧。

[0011] 根据上述技术方案，所述T型块的底端是长块，所述T型块的顶端是圆盘，所述T型块顶端是空心的，所述T型块的顶端内部开设有圆形凹槽，所述圆形凹槽与滚球相对应。

[0012] 根据上述技术方案，还包括图像采集模块、车载主机模块、综合定位模块和车厢，所述图像采集模块设置在车厢顶部位置，所述车载主机模块设置在车厢中心位置，所述综合定位模块设置在车厢底部。

[0013] 与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

[0014] (1)通过设置有转动机构和摆动机构，相机在旋转的同时还可以前后摆动，这样可以多角度拍摄，拍摄的更加全面，不需要多组相机排列拍摄，节约了成本；

[0015] (2)通过设置有综合定位系统，通过安装在车底的速度传感器，可以高精度测量车辆的行驶速度，并且结合射频标签数据、车辆MVB数据、线路数据库的整合处理，可以精准获得定位信息，以此知道当前位置存在哪些接触零部件；

[0016] (3)通过设置有深度学习的图像匹配技术，在一定程度上提高了图像匹配的速度，同时降低了图像匹配错误的可能性，增强了图像匹配的鲁棒性。

[0024] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

[0025] 请参阅图1‑6，本实用新型提供技术方案：一种基于深度学习的改进接触网悬挂状态检测装置，包括安装块1，安装块1的内底部固定连接有第一电机2，第一电机2的输出端设置有转动机构，安装块1的顶部固定连接有竖块4，安装块1的顶部固定连接有机架，机架的顶部固定连接有第二电机3，第二电机3的输出端设置有摆动机构，转动机构的顶部转动连接有圆杆6，圆杆6的一端固定连接有摇杆61，摇杆61的一侧固定连接有滚球62，滚球62与摆动机构相对应，圆杆6的另一端固定连接有L形板7，L形板7的顶部固定连接有相机8；当需要检测接触网悬挂状态的时候，工作人员可以通过控制按钮打开第一电机2，第一电机2正转反转，第一电机2的输出端设置有转动机构可以将动力转化为左右旋转，转动机构顶部的圆杆6竖直方向转动，但是水平方向受到转动机构的限制，转动机构带动其左右旋转，圆杆6一端的L形板7左右旋转，这样相机8就可以左右旋转。当工作人员通过控制按钮打开第二电机3，第二电机3连接的摆动机构就会上下移动，滚球62的位置就会上下变化，与之固定连接的摇杆61一端上下摆动，另一端也会摆动，因为另一端固定连接在圆杆6上，所以会带动圆杆6转动，圆杆6一端固定的L形板7就会向前摆动或者向后摆动，相机8就会向前倾或者向后倾到，从而实现前后角度的调节，前后角度和旋转是可以同时进行的。通过设置有转动机构和摆动机构，相机8在旋转的同时还可以前后摆动，这样可以多角度拍摄，拍摄的更加全面，不需要多组相机8排列拍摄，节约了成本。

[0026] 转动机构包含第一转动轴21，第一转动轴21转动连接在第一电机2的输出端上，第一转动轴21穿过安装块1和竖块4，第一转动轴21在安装块1和竖块4的内部转动，第一转动轴21的顶部固定连接有空心圆柱22，圆杆6转动连接在空心圆柱22的内部；当打开第一电机2，第一转动轴21转动，顶部固定连接的空心圆柱22会转动，带动内部的圆杆6水平转动，本身圆杆6也是在空心圆柱22内部转动的，这样水平前后的角度都可以调节。

[0027] 摆动机构包含第二转动轴31，第二转动轴31转动连接在第二电机3的输出端上，第二转动轴31的中部固定连接有支撑块32，支撑块32的一侧固定连接有两个支撑杆33，竖块4的外侧滑动连接有T型块5，两个支撑杆33分别铰链连接在T型块5的底部两侧；工作人员打开第二电机3，支撑块32转动，与之连接的支撑杆33就会向上运动，带动与之铰链连接的T型块5微转的同时向上运动，因为T型块5是滑动连接在竖块4上的，竖块4是固定的，第二电机3可以控制T型块5的上下，同时保证其不至于滑落，通过摆动机构来实现相机8前后的摆动同时又不影响它的转动，相互配合，方便工作人员操作拍摄。

[0028] T型块5的底端是长块，T型块5的顶端是圆盘，T型块5顶端是空心的，T型块5的顶端内部开设有圆形凹槽51，圆形凹槽51与滚球62相对应；第一转动轴21是穿过T型块5的顶端的，圆杆6设置在T型块5的顶端圆盘的内部，当左右转动的时候，滚球62在圆形凹槽51内部转动，当上下调节的时候，滚球62在圆形凹槽51内部静止，此时摇杆61一端连着滚球62，滚球62向上，摇杆61的另一端就带动圆杆6转动，L形板7就前后摆动，由此调节相机8前后角度，使得拍摄更加全面。

[0029] 还包括图像采集模块、车载主机模块、综合定位模块和车厢，图像采集模块设置在车厢顶部位置，车载主机模块设置在车厢中心位置，综合定位模块设置在车厢底部。

[0030] 图像采集模块主要由相机拍摄模块、光补偿模块、触发模块等组成，通过对接触网进行高清拍摄，将所得的图像数据传输至车载主机模块；车载主机模块包含基于深度学习的图像匹配模块、标准图库模块、数据处理分析模块、风险预警模块。其中数据处理分析模块对图像数据进行图像的增强，中值滤波，形态学运算等图像处理技术；图像匹配模块通过对处理后的图像数据进行局部ORB提取，并于标准模块中的数据进行对比得到精准的结果，并将结果索引回原图中；风险预警模块在发现悬挂状态存在异常后启动，对工作人员发出预警提示。

[0031] 在检测车行进过程中，图像采集模块中的触发模块在被触发后发出信号，图像采集模块开始对接触网进行高清拍摄以获得高清并完整的图像数据，通过总线传输到车载主机模块，车载主机模块对图像数据首先进行图像处理，然后通过局部ORB提取并与标准图像模块进行匹配，再配合综合定位模块首先各个零部件的精准识别与定位，最后对图像中的各个零部件进行悬挂状态检测，若存在异常，风险预警模块启动提示工作人员前往检查。

[0032] 首先图像匹配模块将经过预处理的高清图像进行分割，并对分割后的图像进行ORB特征提取，然后对分割后的图像以及标准图库他模块中的数据一一进行ORB特征匹配，只保匹配特征点数最多的标准图像作为匹配结果，最后将分割后的匹配结果索引回原来的位置，完成最终的图像匹配。

[0033] 触发模块采用一体化方式安装在车顶中心位置；图像拍摄模块分别在车头车尾安装一组，光补偿模块安装在图像拍摄模块周围进行补光，高清工业相机周围有2个高亮HID光源分布；所述车载主机模块采用一体化方式安装在车厢中心位置，通过图像处理技术以及基于深度学习的图像匹配技术完成对图像中各个零部件的精准识别；所述综合定位模块安装在车底，通过速度传感器可测量车辆的行驶速度，并结合射频标签数据、车辆MVB数据以及线路数据库可以实现精准定位。装置基于图片对接触网悬挂状态进行检测，根据图片的匹配结果对不同的零部件进行不同类别的故障状态检测，并且能够同时进行，提高了工作效率。综合定位系统，通过安装在车底的速度传感器，可以高精度测量车辆的行驶速度，并且结合射频标签数据、车辆MVB数据、线路数据库的整合处理，可以精准获得定位信息，以此知道当前位置存在哪些接触零部件。使用基于深度学习的图像匹配技术，在一定程度上提高了图像匹配的速度，同时降低了图像匹配错误的可能性，增强了图像匹配的鲁棒性。

[0034] 对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。