基于機器視覺的接觸網(wǎng)巡檢關鍵技術研究.pdf

1、隨著電氣化鐵路列車運行速度的不斷提高，接觸網(wǎng)設備在日常使用中易出現(xiàn)因機械振動導致的異常狀態(tài)，給鐵路安全運行埋下了極大的安全隱患甚至造成事故。目前，接觸網(wǎng)人工步行巡視檢查和登乘接觸網(wǎng)作業(yè)車巡視檢查方式效率低、缺陷檢出率低、資源投入大、周期長。添乘機車或動車組巡視方式因人體的局限性常出現(xiàn)遺漏、誤判情況。本文設計了一種基于機器視覺的便攜方式接觸網(wǎng)安全巡檢系統(tǒng)，該系統(tǒng)安裝于電力機車或動車組司機駕駛室控制臺上，通過高清成像相機采集接觸網(wǎng)支柱號和定

2、位、支持裝置圖像識別接觸網(wǎng)結構異常狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)隱患并進行處理，防患于未然。
　　本文以便攜式接觸網(wǎng)安全巡檢系統(tǒng)采集的圖像為研究對象，通過對比度拉伸和圖像銳化預處理操作，解決了系統(tǒng)在不同光照和車體晃動條件下的成像質量問題。采用了一種基于局部亮度變化的文本區(qū)域提取算法，實現(xiàn)了支柱號區(qū)域的準確提取，針對提取到的支柱號區(qū)域圖像，采用傾斜較正、二值化和垂直水平投影字符分割算法實現(xiàn)了區(qū)域內的單一字符分割。采用基于支持向量機分類器對分割的單一

3、字符進行學習訓練，實現(xiàn)了支柱號自動識別，為缺陷故障提供定位信息。
　　根據(jù)Canny邊緣檢測結果，本文設計了一種基于PCA主元分析的Hough變換直線段檢測算法。該算法通過PCA主元分析排除次波峰值的干擾，過濾虛假直線段，實現(xiàn)了直線段的準確檢測。通過分析大量的接觸網(wǎng)定位、支持裝置圖像，提取接觸網(wǎng)平、斜腕臂、腕臂支撐、定位管及定位器關鍵部件所在的直線段的位置關系、夾角、長度比等結構特征，對接觸網(wǎng)定位、支持裝置結構異常狀態(tài)進行識別，最

4、終達到缺陷預警的目的。
　　本文完成了接觸網(wǎng)安全狀態(tài)巡檢系統(tǒng)及用戶界面的開發(fā)，根據(jù)接觸網(wǎng)安全巡檢系統(tǒng)的現(xiàn)場應用實際和《高速鐵路接觸網(wǎng)運行維修規(guī)則》要求，規(guī)范了一套實用的設備運用、數(shù)據(jù)分析、缺陷管理和故障檢修的作業(yè)流程，將接觸網(wǎng)支柱號識別、定位、支持裝置結構異常狀態(tài)識別技術合理高效地運用到了實際的運營維護管理工作中。通過實驗驗證，基于機器視覺的接觸網(wǎng)巡檢系統(tǒng)可指導鐵路接觸網(wǎng)設備的日常運營維護管理，為鐵路牽引供電設備的安全運行提供技術