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基于图像处理的接触网几何参数检测方法研究
| 论文题名： | 基于图像处理的接触网几何参数检测方法研究 |
| 关键词： | 图像处理;接触网;几何参数 |
| 摘要： | 电力机车因其速度快、运输效率高、环境污染小和营运成本低等优点，成为当今国内外运输交通行业的主要运输工具。在电力机车整个运行机制当中，决定机车运行速度的动力源为机车电力牵引系统。电力接触网和受电弓是机车电力牵引系统的重要组成部分。在受电弓沿着接触网导线滑行过程中，实现电力从变电站到机车供电系统的传输，进而牵引机车运行。弓网系统间运行的跟随性、平顺性、可靠性，决定了机车能否安全稳定运行。弓网系统的工作状况主要由其动力学参数、结构参数表征，其中接触网几何参数是反映弓网系统运行工况的重要参数之一，有必要对其进行检测。因此，文章提出一种基于图像处理的电力接触网几何参数检测方法。 首先，在对国内外接触网导线的几何参数（拉出值、导线高度）检测方法进行了跟踪调查，在分析比较了各检测方法的优势和不足的基础上，提出了利用图像处理法检测接触网几何参数的方法思路。研究分析双目测量的原理，并建立利用两个对称布置的CCD相机检测接触网拉出值、导线高度的理论模型，推到出空间点的坐标位置表达式。推算空间某点坐标到其在CCD成像平面对应点图像坐标间的变换矩阵公式，并对相机标定的常见方法进行了介绍。其次，详细阐述了检测系统的硬件设备（工业相机、镜头，光源）的工作原理和主要性能参数，结合检测要求确定各选用设备的型号和参数，搭建整个检测系统并实验采集弓网运行图像。之后，在Halcon专业图像处理软件环境下，调用各种算子对图像进行处理，重点研究对图像进行区域分割、边缘检测、特征点提取过程，获取受电弓中点和接触点的图像坐标。最后，实验验证基于图像处理方法对接触网拉出值、导线高度检测的可行性，并进行结果误差分析。对产生测量数据误差的原因进行分析，并提供了减小实验测量误差的方法思路。 实验测量数据表明该检测方法对接触网几何参数检测的可行性，且能达到预期的检测精度。这为接触网检测部门相关技术人员提供一定的检测思路、方法参考。 |
| 作者： | 张少华 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 余朝刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海工程技术大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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