基于計算機視覺的受電弓滑板磨耗檢測系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、鐵路機車受電弓是機車運行時從受電弓弓網(wǎng)系統(tǒng)中獲取電能的裝置，在列車運行過程中，受電弓與接觸網(wǎng)導線接觸而發(fā)生機械摩擦，進而使受電弓滑板產(chǎn)生磨耗。當受電弓滑板磨損到一定程度時，容易造成接觸網(wǎng)導線與受電弓滑板分離，由此可能引發(fā)嚴重的鐵路交通事故。所以，對受電弓滑板磨耗狀況進行檢測對于保障鐵路機車正常運行以及電網(wǎng)安全等具有非常重要的意義。
　　目前，隨著計算機技術(shù)、光電傳感技術(shù)和自動化技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展及普及，計算機視覺作為現(xiàn)代化的

2、工業(yè)檢測技術(shù)日趨成熟，在工業(yè)檢測領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。相對于傳統(tǒng)的檢測技術(shù)，基于計算機視覺技術(shù)的檢測技術(shù)，具有反應(yīng)迅速、效率高及易于實時控制等優(yōu)點。本文針對鐵路機車受電弓滑板磨耗檢測的問題，研究開發(fā)一種基于計算機視覺的受電弓滑板磨耗檢測系統(tǒng)。
　　(1)通過分析國內(nèi)外鐵路機車受電弓檢測的相關(guān)技術(shù)，提出基于計算機視覺的受電弓滑板磨耗檢測方法，結(jié)合受電弓滑板檢測的要求，設(shè)計出受電弓滑板檢測系統(tǒng)方案及檢測技術(shù)路線，并根據(jù)檢測的內(nèi)容及現(xiàn)場條件

3、，建立檢測系統(tǒng)硬件平臺。
　　(2)基于攝像機線性成像模型，綜合考慮攝像機成像畸變因素，給出了基于2D平面標靶的攝像機標定方案，對攝像機參數(shù)進行了標定實驗，分析了標定實驗的誤差。
　　(3)結(jié)合受電弓滑板光條圖像主要噪聲為椒鹽噪聲的特點，設(shè)計了受電弓滑板光條圖像的預(yù)處理過程，提出了改進的中值濾波算法。通過對受電弓滑板光條圖像進行ROI提取，濾波處理，閾值分割等操作，剔除受電弓滑板光條圖像中的冗余噪聲信息。
　　(4)結(jié)

4、合線結(jié)構(gòu)光的產(chǎn)生機理，分析了線結(jié)構(gòu)光光條圖像的特點，研究了多種傳統(tǒng)的光條圖像中心提取方法，提出了將極值法與灰度重心法相結(jié)合的光條圖像中心提取算法，實現(xiàn)了受電弓滑板光條圖像中心的準確快速提取。分析了受電弓滑板光條中心圖像與受電弓滑板最大磨耗間的對應(yīng)關(guān)系，提出了基于三角面積法的受電弓滑板最大磨耗計算方法。
　　(5)結(jié)合受電弓滑板磨耗的檢測要求，實現(xiàn)了檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計，對實際受電弓滑板進行了磨耗檢測，實驗驗證了本文設(shè)計的檢測系統(tǒng)滿足