(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 202210911972.0 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 成都国铁电气设备有限公司 地址 610000 四川省成 都市双流区西南 航 空港经济开发区空港三路913号 (72)发明人 范国海　徐绍伟　何洪伟　陈郑淏　 唐婷婷　 (74)专利代理 机构 成都时誉知识产权代理事务 所(普通合伙) 5125 0 专利代理师 李春彦 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/50(2017.01) G06T 7/73(2017.01) (54)发明名称 一种基于关键点检测的受电弓运行状态监 测方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于关键点检测的受电 弓运行状态监测方法， 包括采集受电弓图像， 训 练得到受电弓检测模型； 在受电弓图像上标注受 电弓关键点， 训练HRNet模型， 得到关键点检测模 型； 将待检测的受电弓图像通过受电弓检测模型 检测出受电弓， 将截取出的受电弓 区域通过关键 点检测模型检测出受电弓关键点； 根据检测出的 受电弓关键点中关键点坐标， 得到受电弓弓倾斜 姿态量化指标值； 根据弓姿态幅度赋予受电弓弓 倾斜姿态 量化指标设定的异常报警权重； 根据当 前帧与前一帧的受电弓弓倾斜姿态量化指标的 帧间变化赋予受电弓弓抖动姿态量化指标值设 定的异常报警权重； 将一个图像序列作为报警单 元， 当满足阈值条件后输出报警结果。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115456940 A 2022.12.09 CN 115456940 A 1.一种基于关键点检测的受电弓运行状态监测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤一， 采集受电弓图像， 标注受电弓检测框， 并对受电弓图像进行数据清洗和数据增 强， 得到受电弓图像集， 利用受电弓图像集训练yolov5模 型， 训练完成后得到受电弓检测模 型； 步骤二， 在数据清洗和数据增强后的受电弓图像上设计并标注了10个受电弓关键点， 得到包含关键点的受电弓图像集， 利用包含关键点的受电弓图像集训练HRNet模型， 得到 关 键点检测模型； 步骤三， 将待检测的受电弓图像通过受电弓检测模型检测出受电弓， 通过受电弓检测 框截取出受电弓区域， 将截取 出的受电弓区域 通过关键点检测模型检测出受电弓关键点； 步骤四， 根据检测出的10个受电弓关键点的坐标， 得到受电弓弓倾斜姿态量化指标值； 受电弓弓倾斜姿态量化指标在设定的阈值区间时， 根据弓姿态幅度赋予受电弓弓倾斜姿态 量化指标设定的异常报警权 重； 根据检测到受电弓关键点的受电弓图像与该图像的前一帧图像之间的受电弓弓倾斜 姿态的帧间变化， 得到受电弓弓抖动姿态量化指标值； 受电弓弓抖动姿态量化指标在设定 的阈值区间时， 根据弓姿态幅度赋予受电弓姿态量 化指标设定的异常报警权 重； 步骤五， 将一个图像序列作为报警单元， 在视频输入中加入一个大小为k的滑动窗口， 一次取k帧图像输入， 每一帧图像获得异常报警权重， k帧报警权重取均值， 当满足 阈值条件 后输出报警结果。 2.根据权利要求1所述的一种基于关键点检测的受电弓运行状态监测方法， 其特征在 于， 所述的根据检测出的10个受电弓关键点的坐标， 得到受电弓弓倾斜姿态 量化指标值， 包 括： 根据前碳滑条左、 右连接点连线的水平夹角与前碳滑条左、 右端点连线的水平夹角的均 值得到弓条平面角； 根据左、 右支撑点连线的水平夹角与后碳滑条左、 右端点连线的水平夹 角的均值得到弓支撑平面角； 根据左、 右羊角点连线的水平夹角得到羊角平面角； 根据前碳 滑条左、 右连接点纵坐标差值与前碳滑条左、 右端点纵坐标差值的均值得到弓条关键点垂 直间距； 根据左、 右支撑点 纵坐标差值与后碳滑条左、 右端点纵坐标差值的均值得到弓支撑 关键点垂直间距； 根据左、 右羊角点纵坐标差值得到羊角关键点垂直间距。 3.根据权利要求2所述的一种基于关键点检测的受电弓运行状态监测方法， 其特征在 于， 所述的受电弓弓倾斜姿态量化指标在设定的阈值区间时， 根据弓姿态幅度赋予受电弓 弓倾斜姿态量化指标设定的异常报警权重， 包括： 对每一项受电弓弓倾斜姿态量化指标值 设置一个阈值区间， 根据受电弓弓倾斜姿态量化指标值大小分配设定的报警权重阈值范围 内的报警权重； 每一个受电弓弓倾斜姿态量化指标会得到一个报警权重； 综合所有报警权 重为： 相同关键点计算的量 化指标之间取均值， 不同关键点计算的量 化指标之间取最大值。 4.根据权利要求3所述的一种基于关键点检测的受电弓运行状态监测方法， 其特征在 于， 所述的根据检测到受电弓关键点的受电弓图像与该图像的前一帧图像之间的受电弓弓 倾斜姿态的帧间变化， 得到受电弓 弓抖动姿态量 化指标值， 包括： 根据当前帧与前一帧弓条平面角差值的绝对值得到deta_弓条平面角； 根据当前帧与前一帧弓支撑平面角差值的绝对值得到deta_弓支撑平面角； 根据当前帧与前一帧弓支撑关键点垂直间距差值的绝对值得到deta_羊角平面角； 根据当前帧与前一帧弓条关键点垂直间距差值的绝对值得到deta_弓条关键点垂直间权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115456940 A 2距； 根据当前帧与前一帧弓支撑关键点垂直间距差值的绝对值得到deta_弓支撑关键点垂 直间距； 根据当前帧与前一帧弓支撑关键点垂直间距差值的绝对值得到deta_羊角关键点垂直 间距。 5.根据权利要求4所述的一种基于关键点检测的受电弓运行状态监测方法， 其特征在 于， 所述的受电弓弓抖动姿态量化指标在设定的阈值区间时， 根据弓姿态幅度赋予受电弓 姿态量化指标设定的异常报警权重， 包括： 对每一项受电弓弓抖动姿态量化指标值设置一 个阈值区间， 根据受电弓弓抖动姿态量化指标值大小分配设定的报警权重阈值范围内的报 警权重； 每一个受电弓弓抖动姿态量化指标值得到一个报警权重； 综合所有报警权重为： 相 同关键点计算的量 化指标之间取均值， 不同关键点计算的量 化指标之间取最大值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115456940 A 3