基于機器視覺的接觸網(wǎng)絕緣子污穢檢測技術(shù)研究.pdf

1、在電氣化鐵路運營過程中，接觸網(wǎng)絕緣子起著無可替代的作用，是電氣化鐵路安全運行的重要保障。我國氣候、地形復(fù)雜，絕緣子表面容易積累污穢發(fā)生污閃，污閃往往會導(dǎo)致大面積停電。污閃事故對于電氣化鐵路的安全運營是一個極大的隱患。因此，對絕緣子表面污穢和絕緣子運行狀態(tài)的檢測就顯得非常重要。
　　隨著機器視覺的發(fā)展，該技術(shù)已經(jīng)在諸多領(lǐng)域有了成功的應(yīng)用，例如人臉識別、車牌識別、車輛追蹤和紡織品、外包裝缺陷檢測等。憑借著非接觸式、速度快、準(zhǔn)確性高、智

2、能化程度高等諸多優(yōu)點，成為近年來研究的熱門。本文主要研究了如何將機器視覺技術(shù)應(yīng)用在接觸網(wǎng)絕緣子污穢檢測過程中，以提高絕緣子污穢檢測的效率和智能化程度。
　　本文主要對接觸網(wǎng)絕緣子識別定位、接觸網(wǎng)絕緣子污穢識別分類、接觸網(wǎng)絕緣子污穢等級劃分以及接觸網(wǎng)絕緣子污穢種類、等級的記錄四個方面進行了研究。首先介紹如何對接觸網(wǎng)絕緣子進行識別與定位。本文利用雙目攝像頭采集絕緣子圖像信息并傳入計算機，由計算機完成圖像灰度化、去除噪聲等工作，降低外界

3、因素的干擾。之后使用SURF算法提取絕緣子特征來進行識別。最后使用雙目測距獲得絕緣子的位置信息。以上這些部分，是絕緣子的污穢檢測工作的先決條件。
　　在此基礎(chǔ)上，通過色彩空間轉(zhuǎn)換、特征提取等方式，將污穢區(qū)域進行標(biāo)記，之后統(tǒng)計絕緣子表面污穢的H、S、V各分量的范圍，確定污穢的顏色特征，然后用這一特征來實現(xiàn)污穢的識別與分類功能。污穢等級的劃分，則是將收集到的污穢各等級標(biāo)本提取特征并處理，然后采用聚類分析的方法，在有一定先驗知識的基礎(chǔ)上

4、，對樣本進行聚類。最后用聚類的結(jié)果對絕緣子的污穢等級進行劃分。
　　最后使用數(shù)據(jù)庫建立一套記錄系統(tǒng)，對絕緣子的型號、位置信息、污穢種類、污穢等級等信息進行記錄，為后續(xù)的其他研究提供資料和依據(jù)。
　　本文硬件采用雙目攝像頭、六自由度機械臂等設(shè)備。算法實現(xiàn)方面，使用Matlab先對理論進行驗證，以保證其正確性，然后用軟件加以實現(xiàn)。軟件使用Visual Studio2013和OpenCV進行編寫。實驗室測試表明，在雙目攝像頭的支持