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基于线阵CCD的接触网几何参数检测系统设计与实现
| 论文题名： | 基于线阵CCD的接触网几何参数检测系统设计与实现 |
| 关键词： | 高铁接触网;非接触式检测;线阵CCD;几何参数;FPGA技术 |
| 摘要： | 高铁作为国家外交的新名片，它是技术集成、产业配套、国际贸易、国际关系协调等综合能力的体现，对我国经济和政治的发展具有不可替代的战略意义。接触线作为电气化铁路中供电系统的重要组成部分，其几何参数直接影响着受电弓的受流质量，对保证电力机车的安全运行至关重要。随着“后高铁时代”的到来，运维检修成为了铁路部门的工作重点，特别是在当前铁路里程高速增加的形势下，维护和检修工作日益繁重。但是，国内的接触网检测技术相对滞后，检测效率难以满足需求，而且成本相对较高，如何高效、准确、低成本的检测接触网的几何参数已经成为了铁路建设和维护部门亟待解决的问题。 本文依托北京天格高通有限公司合作项目，对国内外的接触网检测方法进行充分研究和分析，针对现有的检测系统效率低、稳定性差、连续性不足、造价成本高等问题，对基于双目技术的检测方法进行改进，设计并实现一种基于线阵CCD的接触网几何参数非接触式检测系统。论文具体工作如下： 通过对目前常用的两种接触网几何参数检测方法的原理进行深入分析，针对常用检测方法在检测吊弦位置几何参数时存在的问题，本文利用线阵CCD高扫描频率和高分辨率的特点，对基于双目技术的检测方法进行了改进，并设计和实现了一种高效、智能、稳定、低成本的接触网几何参数检测系统。 针对接触网非接触式检测系统的需求，设计并实现了硬件和软件系统。利用FPGA和线阵CCD设计了用于接触网检测的专用线阵相机，提高了检测系统的扫描频率和响应速度，并在系统中加入曝光强度自适应调节算法，增强了系统对于外界光照变化的适应能力。为了提高检测系统的测量精度，系统采用中值滤波算法和多项式最小二乘法对线阵相机输出的图像数据进行处理。基于类聚的思想，设计了接触线像素位置的标定算法，该算法对于复杂环境中多线组合的问题提供了很好的解决方案。 为了验证基于线阵CCD的接触网检测系统的准确性，搭建了检测系统实验平台，并通过多组实验数据进行分析。实验结果表明，该检测系统的精确度和稳定性满足铁路接触网检测要求，具有很好的实际应用价值。 |
| 作者： | 陈鹏 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 徐成;刘学文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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