(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 202210275015.3 (22)申请日 2022.03.21 (71)申请人 中国科学院光电技 术研究所 地址 610209 四川省成 都市双流3 50信箱 (72)发明人 王健　杨聚圃　刘吉潇　刘学智　 蒋吉鑫　王思沫　邓蔓　李京宸　 孙思　杨帆　余斯洋　李凡星　 黄无双　 (74)专利代理 机构 北京科迪生专利代理有限责 任公司 1 1251 专利代理师 江亚平 (51)Int.Cl. G06V 20/52(2022.01) G06V 20/56(2022.01) G06V 20/62(2022.01)G06V 10/94(2022.01) G06V 10/12(2022.01) G06V 10/141(2022.01) G06V 10/20(2022.01) H04N 5/232(2006.01) H04N 7/18(2006.01) B60M 1/28(2006.01) (54)发明名称 一种轻量化单体式成像的接触网安全巡检 仪 (57)摘要 本明公开了一种轻量化单体式成像的接触 网安全巡检仪， 包括图像采集单元、 图像处理单 元、 图像存储单元、 图像数据显示单元、 供电单 元、 外设辅助单元和无线触控单元。 所述图像采 集单元用于接触网图像采集； 所述图像处理单元 负责对图像采集单元进行采集控制、 图像数据传 输及处理； 所述数据显示单元用于显示图像处理 单元处理后的图像及采集软件的交互界面。 相较 于使用两个相机的传统接触网安全巡检装置， 本 发明仅使用单个相机就能满足宽范围视场和 高 分辨率的需求， 保证了装置的轻量化和便携性， 并且在图像处理单元中开发了夜间弱光成像图 像处理算法、 图像采集控制软件、 图像操作批注 模块， 省去了传统装置中的辅助照明光源， 具备 更佳的集成性及便携性。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114913473 A 2022.08.16 CN 114913473 A 1.一种轻量化单体式成像的接触网安全巡检仪， 其特征在于， 包括图像采集单元、 图像 处理单元、 图像存储单元、 图像数据显示单元、 供电单元、 外 设辅助单元和无线触控 单元； 其 中， 所述图像采集单元为一具备宽视场范围高分辨率的广域高清相机， 可在高铁列车高速 运行下对沿线较宽 视场范围内的接触网支 柱及周围环境进行图像高清采集； 所述图像处理单元为基于GPU及FP GA架构的强实时嵌入式GPU 处理板卡， 可针对广域 高 清相机中拍摄的图像进行压缩、 传输、 处理， 所述强实时嵌入式GPU处理板卡中包括图像采 集控制软件， 图像采集控制软件用于控制广域高清相机进行图像采集， 具体包括开始采集、 暂停采集、 结束采集、 相机参数设置； 所述强实时嵌入式GPU处理板卡中基于夜间弱光成像 图像处理算法可实现高铁列车行车车灯微弱光照条件下所采集接触网支柱图像的可视化 处理； 所述强实时嵌入式GPU处理板卡中还基于杆号及鸟巢检测识别算法可自动检测识别 广域高清相机所采集接触网支 柱图片中的杆号及鸟巢； 所述图像存储单元为大容量移动硬盘， 用于存储强实时嵌入式GPU处理板卡处理后的 图片数据； 所述数据显示单元为触摸显示屏， 用于强实时嵌入式GPU处理板卡中图像采集控制软 件GUI界面的显示， 能够实现人机交互功能， 通过触摸屏幕的功能按键， 将控制信号传输到 强实时嵌入式GPU处理板， 控制巡检仪的运行， 同时实时显示广域高清相机采集的高铁列车 沿线接触网图像； 所述供电单元为交流220V、 50Hz转12V直流供电的电源适配器， 可为巡检仪中其他各个 单元供电， 其中2 20V交流电取自高铁列车电源系统； 所述外设辅助单元包括GPS模块及WiFi无线收发模块： GPS模块可实时记录当前采集接 触网图像的位置、 时间信息并实时发送给强实时嵌入式GPU处理板卡； WiFi无线收发模块用 于生成本 接触网安全巡检仪的专属 局域网； 所述无线触控单元为触控平板电脑， 通过外设辅助单元中的WiFi无线收发模块与巡检 仪进行无线连接， 触控平板电脑可控制广域高清相 机进行图像采集， 同时开发了接触网图 像操作软件， 可实现接触网图像的筛选、 查看、 裁剪、 标记、 另存为、 接触网异常信息报表生 成功能。 2.根据权利要求1所述的一种轻量化单体式成像的接触网安全巡检仪， 其特征在于， 除 无线触控单元外， 其他所有单元均集成于由前挡板(6)、 箱体包络板(2)、 和后挡板(1)组成 的主体结构中； 所述前挡板(6)后端的外表面与 箱体包络板(2)的内表 面相互配合并通过螺 丝进行固定； 所述箱体包络板(2)内部包含一个广域高清相机(5)、 强实时嵌入式GPU处理板 卡(4)、 大容量移动硬盘(3)以及底板(8)， 所述箱 体包络板(2)顶部安装有把手(10)， 两侧开 有散热孔(9)， 内侧的底部通过螺丝与底板(8)连接； 所述广域高清相机(5)、 大容量移动硬 盘(3)以及强实时嵌入式GPU处理板卡(4)都通过螺丝安装在底板(8)上； 所述后面板(1)后 端的外表 面与箱体包络板(2)后端的内表面相互配合并通过螺丝进 行固定， 所述后面板(1) 包含电源开关(1 1)、 USB调试接口(12)、 触摸显示屏(13)以及电源接口(14)。 3.根据权利要求1所述的一种轻量化单体式成像的接触网安全巡检仪， 其特征在于， 所 述的广域高清相机， 只利用单个相机就可以实现宽范围视场下接触网及周围环境的高分辨 率成像。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114913473 A 24.根据权利要求1所述的一种轻量化单体式成像的接触网安全巡检仪， 其特征在于， 强 实时嵌入式GPU处理板卡中集成了夜间弱光成像图像处理算法， 可实现高铁列车行车车灯 微弱光照条件下所采集的接触网支柱图像的可视化处理， 无需增加辅助照明即可进行隧道 及夜间接触网支 柱图像的采集。 5.根据权利要求1所述的一种轻量化单体式成像的接触网安全巡检仪， 其特征在于， 强 实时嵌入式GPU处理板卡中集成了杆号及鸟巢检测识别算法， 可自动检测识别广域高清相 机所采集的接触网支 柱图片中的杆号及鸟巢， 提升 了接触网巡检的智能化水平。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114913473 A 3