基于图像处理的高铁接触网动态参数检测研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:amdroid_JJ
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伴随着我国高速铁路的快速发展,列车运行过程中的安全保障极为重要。接触网在电气化铁路中是供受电弓取流的高压输电线,接触网设备的良好运行,关系到列车的行车安全。为了对接触网运行状态进行检测,我国铁路部门制定了《高速铁路供电安全检测监测系统(6C系统)总体技术规范》。6C系统通过相机采集接触网图像,然后对这些图像进行分析处理,来实现接触网动态参数检测。该系统中的车载接触网运行状态检测装置(3C)部分由于安装在列车车顶,故在高速列车运行时会拍摄大量视频数据,图像数据量巨大,给工作人员分析带了很大困难。本文针对3C拍摄的报警图片过多进而造成维护人员分析困难的问题,利用图像处理技术对3C图像识别出的接触网动态参数检测问题进行智能检测研究,主要研究内容如下:首先,介绍了图像采集系统和摄像机安装的情况,依据相机标定原理并利用现场人员标定结果计算相机镜头畸变量,得出坐标转换公式;通过比较现有的接触网动态参数检测方法,对检测接触网动态参数的方法进行了选择。然后,在接触线高度与拉出值检测中,针对传统的Canny算子边缘检测精度不高的问题,本文选取改进的Canny边缘检测算子。在图像平滑时,引入自适应中值滤波算法代替高斯滤波,在消除噪声的同时又较好地保留了图像边缘细节。将改进的迭代式自适应阈值法引入阈值处理中,依据接触网图像的特点来自适应求取阈值,避免边缘检测时出现伪边缘。利用基于Opencv的轮廓提取,依据受电弓的特点,绘制出受电弓轮廓并确定受电弓上边缘。通过接触线识别策略识别出接触线,并提取出接触线与受电弓上边缘的交点,代入坐标转换公式中计算出接触线高度和拉出值。仿真实验结果显示,运用改进Canny算子和基于Opencv轮廓提取的方法能够准确检测出接触线高度和拉出值。最后,在弓网燃弧检测中,采用了二维Gabor小波变换对图像进行滤波。然后判断滤波后的图像的受光情况,选择改进的均匀性度量法:完成受光不均匀图像中的光照分量的提取后,对光照分量进行校正是依据二维伽马函数自适应校正原理,理想分割阈值可由直方图统计法确定,遍历图像找寻最佳分割阈值;而对于受光均匀图像,无须二维伽马函数校正。通过改进均匀性度量法提取出燃弧区域后,利用质心法进行燃弧识别。仿真结果显示,该方法能够有效地完成燃弧检测,可以满足检测要求。
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