基于计算机视觉的高铁接触网支持装置零部件分类提取与缺陷检测

发布时间：2021-02-08 07:40

　　接触网系统是高速铁路牵引供电系统的重要组成部分,负责将牵引变电所输出的电能传送至动车组。动车组运行过程中,受电弓与接触网之间通常存在复杂的机械与电气作用,可能导致接触网支持装置零部件出现破损、松脱、断裂等缺陷,造成接触网机械结构稳定性下降,严重时会引发严重的安全事故（如定位器脱落、接触网坍塌等）,直接影响列车的安全运行。因此,对接触网支持装置零部件进行准确、高效的缺陷检测与状态监控,对高速铁路运营与维护工作具有重要意义。随着高速铁路6C检测系统的提出,基于图像的非接触式检测方法日益取代传统的人工巡线成为接触网检修与维护的主要手段被各路局采用。然而,现有的检测系统依然存在图像理解能力差,自动化程度低,缺陷识别过分依赖人工辅助等问题,检测效率依然较低。为解决以上问题,论文提出一系列基于计算机视觉技术的高速铁路接触网支持装置零部件分类提取与缺陷检测方法,以提高现有检测系统的智能化水平,主要工作如下:1)针对接触网支持装置零部件识别问题,提出一种基于梯度方向直方图特征与改进的级联分类器的识别算法,通过改变级联分类器的结构实现接触网支持装置零部件识别精度的提升。该方法利用支持向量机对训练前期产生... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：107 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

接触网成像检测车XLN4C-01

5.1 引言在第四章中提出了两种基于传统图像处理技术的接触网支持装置零部件缺陷检测方法。可以有效识别绝缘子破损与夹持异物、旋转双耳耳片断裂等缺陷。然而在接触网的实际维护过程中，不仅需要对严重破损的零部件进行及时的更换，还应在缺陷发生的早期对其加以干预，做到防患于未然，从而进一步避免弓网事故的发生。本章以旋转双耳表面细微裂纹的检测为主要研究目的，提出一种传统图像处理技术与深度学习技术相结合的细微裂纹检测方法。实验表明该方法具有较高的识别准确率。5.2 算法框架介绍耳片断裂缺陷通常由旋转双耳表面的细微裂纹发展演变而来，如图 5-1 展示了旋转双耳表面裂纹的部分示例。通常，旋转双耳表面细微裂纹的宽度都很小，在待检测图像中显著性不强，在识别过程中极易与旋转双耳表面的灰度变化相混淆，且没有明显的形态特征可供提取。因此与耳片断裂缺陷相比，细微裂纹的识别难度明显提高，

【参考文献】：
期刊论文
[1]刚性接触网在线监测装置的研制与应用[J]. 刘铭,关金发,吴积钦.  城市轨道交通研究. 2018(10)
[2]双判别器生成对抗网络及其在接触网鸟巢检测与半监督学习中的应用[J]. 金炜东,杨沛,唐鹏.  中国科学:信息科学. 2018(07)
[3]基于形态学特征的机械零件表面划痕检测[J]. 李克斌,余厚云,周申江.  光学学报. 2018(08)
[4]高速铁路接触网悬挂装置开口销不良状态检测方法研究[J]. 钟俊平,刘志刚,陈隽文,韩志伟.  铁道学报. 2018(06)
[5]基于相对位置不变性的接触网鸟巢识别检测[J]. 祝振敏,谢亮凯.  铁道科学与工程学报. 2018(04)
[6]基于图像灰度梯度特征的钢轨表面缺陷检测[J]. 闵永智,岳彪,马宏锋,肖本郁.  仪器仪表学报. 2018(04)
[7]基于局部特征描述的高速铁路接触网斜撑套筒定位与故障检测[J]. 陈隽文,刘志刚,韩烨,钟俊平.  铁道学报. 2017(11)
[8]高铁接触网旋转双耳销钉状态检测方法研究[J]. 钟俊平,刘志刚,张桂南,韩志伟.  铁道学报. 2017(06)
[9]高速铁路接触网承力索座识别与辅助承力索缺失故障检测方法研究[J]. 张桂南,刘志刚,韩烨,韩志伟.  铁道学报. 2017(05)
[10]基于双目视觉的接触网磨耗在线检测研究[J]. 王延华,李腾.  计算机工程与应用. 2018(05)

博士论文
[1]风区铁路接触网风偏检测技术及数值模拟方法研究[D]. 周伟.中南大学 2012
[2]支持向量机分类方法及其在文本分类中的应用研究[D]. 赵晖.大连理工大学 2006

硕士论文
[1]图像处理在接触网吊弦缺陷检测中的应用[D]. 徐钥斌.西南交通大学 2018
[2]基于卷积神经网络与稀疏编码的接触网关键部件及异物检测的研究[D]. 王佳祺.西南交通大学 2018



本文编号：3023588