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基于DSP的高速轨道扣件检测算法研究及系统设计
| 论文题名： | 基于DSP的高速轨道扣件检测算法研究及系统设计 |
| 关键词： | 数字信号处理;铁路扣件;检测系统;图像处理算法 |
| 摘要： | 铁路扣件是铁路巡检中重要的检测对象之一,连续扣件的缺失可能导致列车脱轨事件的发生。近几年,我国高速铁路技术取得了飞速发展,从而对铁路维护工作也提出了更高的要求。目前我国铁路巡检仍依赖于部分大型巡检车外加巡道工的人工检测,随着计算机技术的广泛应用,铁路巡检也势必会向着智能化、集成化以及实时检测的趋势发展。 本文在分析了现有扣件检测算法的基础之上,最终选定以扣件的弹条作为目标检测对象,利用图像处理技术,设计了高速有效的扣件缺失检测新算法,该算法以DSP作为数据处理平台,最终可以适用于挂载在运行速度最高为300km/h的高速列车上进行实时的扣件缺失检测。主要的研究内容有探讨系统的整体设计方案,研究高速有效的扣件缺失检测算法,以及系统硬件平台的搭建和各个子系统的参数计算、器件选型等。 本文提出了扣件缺失检测系统的整体设计方案,以DSP作为数据处理平台,将图像采集系统采集到的图像进行缺失检测算法处理后,最后将结果传输给上位机,以作为后期人工查验的参考依据。 本文重点分析设计了扣件检测的图像处理算法。在扣件 T型定位算法中采用了改进的 Hough直线检测算法,并将最新的基于分数阶积分的滤波算法应用到了扣件图像预处理算法中,从而保证了在去噪的同时有效地保留图像的边缘信息。在扣件检测算法中,对特征增强后的预处理图像采用了基于图像局部方向均值的边缘检测新算法进行边缘提取,并进一步对边缘图像信息进行强化,在此基础之上,提出了逐点扫描的算法,最终实现了对扣件缺失的检测。经实验室验证,本算法具有处理速度快,识别效率高等优点。 最后,在算法设计完善的基础上,通过对实际样本数据参数的分析,完成了以DSP为数据处理平台的系统总体设计以及相关器件的选型。本系统将图像处理技术和DSP技术有机地结合到一起,实现了扣件的实时在线检测。相比传统的将样本图像远程传输给上位机进行处理的方式,极大地减小了图像在传输过程中所受到的噪声影响,同时也提高了系统的工作效率,降低了系统成本。 |
| 作者： | 贾利红 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 白金平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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