刚性悬挂接触线磨耗检测方法及装置

1.一种刚性悬挂接触线磨耗检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取被测接触线，以及与被测接触线距离最近的汇流排的断面底边轮廓的二维坐标点集，对所述二维坐标点集进行预处理；对预处理的二维坐标点集进行对象提取，分别得到接触线有效区域的坐标点集和汇流排有效区域的坐标点集；根据汇流排有效区域的坐标点集，拟合汇流排断面几何中心；根据汇流排断面几何中心确定接触线断面几何中心，以接触线断面几何中心为原点构建接触线断面几何中心坐标系；将接触线有效区域的坐标点集转换至接触线断面几何中心坐标系，得到转换坐标点集，将转换坐标点集与标准未磨耗接触线轮廓进行对比，确定接触线磨耗底面区域；根据接触线磨耗底面区域与接触线断面几何中心的位置关系，采用累积积分计算磨耗量；将接触线磨耗底面区域的两端点连线与接触线断面中心坐标系横轴的夹角确定为接触线偏磨量。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取被测接触线，以及与被测接触线距离最近的汇流排的断面底边轮廓的二维坐标点集，对所述二维坐标点集进行预处理，包括：基于2D传感器获取被测接触线，以及与被测接触线距离最近的汇流排的断面底边轮廓的二维坐标点集，所述二维坐标点集为2D传感器测量坐标系下的坐标点集；在二维坐标点集中检索垂直坐标最小值对应的点，作为分界点；在分界点两侧分别提取与分界点直线距离小于预设距离的坐标点，将分界点左侧提取的点集作为第一点集，分界点右侧提取的点集作为第二点集；利用基于最小二乘法的多项式拟合方法，分别对第一点集和第二点集进行平滑去噪，得到预处理的二维坐标点集。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对预处理的二维坐标点集进行对象提取，分别得到接触线有效区域的坐标点集和汇流排有效区域的坐标点集，包括：将利用基于最小二乘法的多项式拟合第一点集得到的曲线作为第一曲线，拟合第二点集得到的曲线作为第二曲线；利用预设的移动窗口，分别对第一曲线和第二曲线遍历计算曲率熵，将曲率熵最大区域的二维坐标点集确定为接触线有效区域的坐标点集；将与接触线有效区域两侧分别连接的第一个平面断面线段所在区域的二维坐标点集确定为汇流排有效区域的坐标点集。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用预设的移动窗口，分别对第一曲线和第二曲线遍历计算曲率熵，将曲率熵最大区域的二维坐标点集确定为接触线有效区域的坐标点集，包括：根据 计算预设的移动窗口(n,n+w)的曲率熵E(n,w)；根据(n opt ,w opt )＝argmax(E(n,w))确定曲率熵最大区域，将曲率熵最大区域的二维坐标点集确定为接触线有效区域的坐标点集；其中，n表示第一曲线和第二曲线点集中第n个坐标点，n opt 表示曲率熵为最大值时对应的坐标点；w表示移动窗口的长度，w opt 表示曲率熵为最大值时对应的移动窗口的长度；i表示区间(n,n+w)上第i个坐标点，i＝n,n+1,...,n+w；p i 表示区间(n,n+w)上第i个坐标点处的曲率概率分布， s i 表示区间(n,n+w)上第i个坐标点对应的曲率；s j 表示区间(n,n+w)上第j个坐标点对应的曲率。 5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，根据汇流排有效区域的坐标点集，拟合汇流排断面几何中心，包括：对接触线有效区域两侧中每一侧的汇流排有效区域的坐标点集使用最小二乘法进行线性拟合，得到第一直线和第二直线，以及第一直线方程和第二直线方程；将第一直线和第二直线的交点确定为第一交点，根据第一直线方程、第二直线方程和第一交点的坐标，确定穿过第一交点的垂直线的直线方程；根据穿过第一交点的垂直线的直线方程，确定穿过第一交点的垂直线上与第一交点距离第一预设长度的点的坐标，作为汇流排断面几何中心的坐标。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据汇流排断面几何中心确定接触线断面几何中心，以接触线断面几何中心为原点构建接触线断面几何中心坐标系，包括：将穿过第一交点的垂直线上，与汇流排断面几何中心距离第二预设长度的点确定为接触线断面几何中心；根据穿过第一交点的垂直线的直线方程及汇流排断面几何中心的坐标，确定接触线断面几何中心的坐标；以接触线断面几何中心为原点，以穿过第一交点的垂直线为纵轴，构建接触线断面几何中心坐标系。 7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将转换坐标点集与标准未磨耗接触线轮廓进行对比，确定接触线磨耗底面区域，包括：计算转换坐标点集中每个点与标准未磨耗接触线轮廓上相应点的变化距离；将变化距离大于等于设定阈值的点所在的区域确定为接触线磨耗底面区域。 8.一种刚性悬挂接触线磨耗检测装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块，用于获取被测接触线，以及与被测接触线距离最近的汇流排的断面底边轮廓的二维坐标点集，对所述二维坐标点集进行预处理；对象提取模块，用于对预处理的二维坐标点集进行对象提取，分别得到接触线有效区域的坐标点集和汇流排有效区域的坐标点集；拟合模块，用于根据汇流排有效区域的坐标点集，拟合汇流排断面几何中心；坐标系构建模块，用于根据汇流排断面几何中心确定接触线断面几何中心，以接触线断面几何中心为原点构建接触线断面几何中心坐标系；确定模块，用于将接触线有效区域的坐标点集转换至接触线断面几何中心坐标系，得到转换坐标点集，将转换坐标点集与标准未磨耗接触线轮廓进行对比，确定接触线磨耗底面区域；确定模块，还用于根据接触线磨耗底面区域与接触线断面几何中心的位置关系，采用累积积分计算磨耗量；确定模块，还用于将接触线磨耗底面区域的两端点连线与接触线断面中心坐标系横轴的夹角确定为接触线偏磨量。 9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，获取模块，用于：基于2D传感器获取被测接触线，以及与被测接触线距离最近的汇流排的断面底边轮廓的二维坐标点集，所述二维坐标点集为2D传感器测量坐标系下的坐标点集；在二维坐标点集中检索垂直坐标最小值对应的点，作为分界点；在分界点两侧分别提取与分界点直线距离小于预设距离的坐标点，将分界点左侧提取的点集作为第一点集，分界点右侧提取的点集作为第二点集；利用基于最小二乘法的多项式拟合方法，分别对第一点集和第二点集进行平滑去噪，得到预处理的二维坐标点集。 10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，对象提取模块，用于：将利用基于最小二乘法的多项式拟合第一点集得到的曲线作为第一曲线，拟合第二点集得到的曲线作为第二曲线；利用预设的移动窗口，分别对第一曲线和第二曲线遍历计算曲率熵，将曲率熵最大区域的二维坐标点集确定为接触线有效区域的坐标点集；将与接触线有效区域两侧分别连接的第一个平面断面线段所在区域的二维坐标点集确定为汇流排有效区域的坐标点集。 11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，对象提取模块，用于：根据 计算预设的移动窗口(n,n+w)的曲率熵E(n,w)；根据(n opt ,w opt )＝argmax(E(n,w))确定曲率熵最大区域，将曲率熵最大区域的二维坐标点集确定为接触线有效区域的坐标点集；其中，n表示第一曲线和第二曲线点集中第n个坐标点，n opt 表示曲率熵为最大值时对应的坐标点；w表示移动窗口的长度，w opt 表示曲率熵为最大值时对应的移动窗口的长度；i表示区间(n,n+w)上第i个坐标点，i＝n,n+1,...,n+w；p i 表示区间(n,n+w)上第i个坐标点处的曲率概率分布， s i 表示区间(n,n+w)上第i个坐标点对应的曲率；s j 表示区间(n,n+w)上第j个坐标点对应的曲率。 12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，拟合模块，用于：对接触线有效区域两侧中每一侧的汇流排有效区域的坐标点集使用最小二乘法进行线性拟合，得到第一直线和第二直线，以及第一直线方程和第二直线方程；将第一直线和第二直线的交点确定为第一交点，根据第一直线方程、第二直线方程和第一交点的坐标，确定穿过第一交点的垂直线的直线方程；根据穿过第一交点的垂直线的直线方程，确定穿过第一交点的垂直线上与第一交点距离第一预设长度的点的坐标，作为汇流排断面几何中心的坐标。 13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，坐标系构建模块，用于：将穿过第一交点的垂直线上，与汇流排断面几何中心距离第二预设长度的点确定为接触线断面几何中心；根据穿过第一交点的垂直线的直线方程及汇流排断面几何中心的坐标，确定接触线断面几何中心的坐标；以接触线断面几何中心为原点，以穿过第一交点的垂直线为纵轴，构建接触线断面几何中心坐标系。 14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，确定模块，用于：计算转换坐标点集中每个点与标准未磨耗接触线轮廓上相应点的变化距离；将变化距离大于等于设定阈值的点所在的区域确定为接触线磨耗底面区域。 15.一种计算机设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一所述方法。 16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至7任一所述方法的计算机程序。