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基于图像处理的接触网状态检测研究
| 论文题名： | 基于图像处理的接触网状态检测研究 |
| 关键词： | 接触网检测;特征提取;数字信号处理;CCD图像传感器 |
| 摘要： | 电气化铁路的接触网运行状况与行车安全密切相关，高速运行的列车通过接触网获取电能，确保接触网处于正常工作状态对列车稳定受电至关重要。高速铁路对接触网实时状态检测要求远远高于普通铁路，传统的人工定点检测与检测车例行巡检的方式难以满足实时性和可靠性需求。本文在分析国内外接触网动态检测技术发展现状的基础上，充分考虑接触网检测工程应用实际，对基于图像处理的接触网实时动态检测技术做了一定研究。结合线阵CCD相机的高采样速度与面阵CCD相机的高覆盖率优点，设计了以TMS320DM642为核心处理芯片的实时图像处理平台，并针对接触网采集图像中背景噪声复杂、光照度不均和列车高速运动等实际情况进行了算法设计，用以实现对接触网特征提取、燃弧/离线现象检测、磨损情况等状态的检测。 在文章中，首先介绍了接触网检测技术在工程应用上的发展现状，对接触网动态参数和图像实时处理基础知识进行了原理性描述。针对DSP特点对图像识别算法进行了优化与移植，包括噪声滤波、直线特征提取等内容。其次对DSP硬件电路及软件设计进行了详细描述，在AltiumDesign6.0中采用自顶至下的电路设计策略对DSP电路进行设计，在CCS3.3软件编译环境下完成RF-5架构的图像处理流程。最后进行算法设计，一方面设计了一种快速直线目标识别定位的方法，用以实现接触网目标快速定位;另一方面针对燃弧火花特征采用自适应阈值分割方法，使系统对不同光照情况具有一定的自适应能力，实现了处理目标与背景的良好区分。 本文采用图像实时处理技术实现了接触网目标特征提取，完成了对拉出值的判断与燃弧现象的检测，结合数据分析对燃弧现象、离线状况与接触网磨损程度进行综合判断，提高对目标场景的覆盖率，为接触网状态的实时检测提供了参考。 |
| 作者： | 赵明杰 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 闫连山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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