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高速铁路隧道限界及断面检测系统研究与实现
| 论文题名： | 高速铁路隧道限界及断面检测系统研究与实现 |
| 关键词： | 高速铁路;隧道限界;断面检测;图像处理 |
| 摘要： | 隧道限界及断面检测是列车在隧道中安全行驶的重要保障。国内外对隧道限界检测技术给予了高度关注，并且都在积极开展相关检测技术的研发工作。国内现有的隧道限界检测系统大都针对普通线路隧道。与普速列车不同，高铁列车车速极快，在通过隧道时，更容易受到空气气流的影响，因此高铁列车对隧道断面的有效面积要求更高，对隧道限界检测技术也提出了更高的要求。随着高速铁路的快速发展，高铁隧道限界检测问题亟待解决。本文利用图像处理相关技术，研究并实现了高速铁路隧道限界及断面检测系统。 首先，按照高铁隧道限界及断面检测系统的实际需求，对检测系统方案进行了总体设计。该系统基于电视摄像法和图像处理技术等，通过CCD相机获取隧道断面图像信息，采用图像处理技术处理隧道断面图像并检测隧道断面轮廓，主要包括数据采集、摄像机标定及数据处理三部分。 其次，针对隧道断面图像的特点，结合现有图像处理方法，提出了一种高效的隧道断面轮廓检测方法。首先对隧道断面图像进行颜色空间转换、图像增强以及滤波处理;然后对图像进行阈值分割、选取感兴趣区域以及细化处理;最后采用一种基于基本段的图像拟合生长算法，对细化后的激光带进行拟合生长，从而获得完整的隧道断面图像。对10个隧道的5万多幅隧道断面轮廓图像进行处理，提取正确率达到95.75％，大量仿真实验表明，该方法能够有效提取隧道断面轮廓，为后续计算隧道限界及断面积奠定了基础。 最后，实现了高铁隧道限界及断面检测软件。设计并在VS2010平台实现了高铁隧道检测软件，该软件实现了本文提出的隧道断面轮廓检测方法，具备隧道断面轮廓图像采集、检测和拼接的功能。 目前，高铁隧道限界及断面检测系统已经在许多实际的隧道中试运行，根据运行过程中的反馈，该系统运行稳定，检测精度也达到要求。 |
| 作者： | 邢佳佳 |
| 专业： | 信号与信息处理 |
| 导师： | 孙冬梅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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