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原文传递基于接触网三维成像的故障识别

论文题名：	基于接触网三维成像的故障识别
关键词：	电气化铁路;接触网检测;故障识别;三维重建
摘要：	接触网和牵引变电所构成了电气化铁道供电系统。接触网工作在铁路沿线恶劣、复杂环境中，导致其故障频发，针对接触网实时状态的检测就显得至关重要。接触网的检测方式主要包括接触式检测和非接触式，其中接触式检测方法通过加装传感器来获得弓网的动力学参数;非接触式检测方法通过激光、超声波、雷达等装置获取接触网弓网运动参数，并利用获取的参数，进行数据分析来评估弓网运行状态。传统的接触式检测耗时长、效率低，不符合现代铁路发展的需求。本文通过计算机三维建模的方式重构了实际接触网的整体三维模型，并提取其中的缺损绝缘子，对其进行非接触式检测。　　本文利用铁轨上架设的景深相机对实际接触网表面点云数据进行连续采样，获得多帧接触网点云数据。在获得多帧接触网点云中，选取适用的初始点云进行预处理;结合接触网点云的特点，通过归一化对齐径向特征(Normal AlignedRadial Feature，NARF)算法进行边缘提取和关键点提取并提取关键点的FPFH特征;利用采样一致性初始配准算法(Sample Consensus Initial Alignment，SAC-IA)将误匹配点剔除，利用最近迭代点算法(Iterative Closest Point，ICP)进行点云配准，并进行泊松曲面纹理重建，最终获得接触网三维模型;并将接触网重建三维模型与接触网三维设计图进行支撑结构参数对比，来验证重建接触网模型的精度。在故障检测方面，通过点云分割手段提取重建接触网中的缺损绝缘子，利用绝缘子表面法线信息对其进行故障检测，并将故障量化显示;随后，通过CAD建模平台获得相应正常零部件的三维模型;接着，利用Geomagic Qualify软件将将通过上述点云配准方式得到的故障绝缘子三维模型和从正常的绝缘子三维进行比较检测;最后，通过比较两种检测方法的效率和精确度，验证了本文提出的绝缘子检测方法的优势。
作者：	钟震远
专业：	电气工程
导师：	刘志刚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文