基于嵌入式视觉的接触网绝缘子污秽检测技术研究

发布时间：2024-04-14 03:48

　　随着我国中长期铁路网规划的实施,我国现代化铁路事业步入了高速发展期。接触网绝缘子作为电气化铁路供电系统中的一个重要部件,由于其长期暴露在户外的特殊运行环境,容易受到雾霾尘埃等外界污染的侵袭而沾染各类污秽。在特定条件下会引起污闪,影响铁路网供电系统以及铁路网运营的安全。目前针对接触网绝缘子的污秽检测主要是依靠人工巡检,以及利用图像处理技术对绝缘子图片进行检测。这样的检测方式不仅效率低且实时性较差,已不能满足当前需要。因此有必要利用机器视觉技术结合嵌入式硬件平台对绝缘子状态自动化检测进行相关研究。本文以接触网绝缘子为研究对象,设计了一个便携性高、成本低、可扩展的嵌入式视觉绝缘子污秽检测系统。主要对图像预处理、绝缘子识别、污秽检测、嵌入式平台算法移植等方面进行了研究分析。首先,针对摄像头获取图像时存在的噪声以及光照不均干扰,研究了图像去噪和增强算法,用以提高图像获取质量,并对其效果进行了对比分析。其次,根据接触网绝缘子形状相对单一,位置相对固定的特点,可利用特征点匹配实现绝缘子识别。使用Shi-Tomasi、SURF和FAST算法对绝缘子进行点特征提取,对比其效果以及算法效率,并使用不同描述...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 污秽检测方法研究现状
        1.2.2 计算机视觉研究现状
    1.3 论文的主要研究内容以及各部分框架
2 绝缘子污秽检测系统相关技术
    2.1 图像预处理
        2.1.1 图像去噪
        2.1.2 图像增强
    2.2 嵌入式技术概述
        2.2.1 嵌入式系统组成
        2.2.2 嵌入式系统特点
        2.2.3 嵌入式处理器简介
        2.2.4 嵌入式视觉
    2.3 OpenCV简介
    2.4 本章小结
3 接触网绝缘子识别
    3.1 特征点检测
        3.1.1 Shi-Tomasi角点
        3.1.2 SURF特征点
        3.1.3 FAST角点
    3.2 特征点描述
        3.2.1 SURF描述符
        3.2.2 BRIEF描述符
        3.2.3 BRISK描述符
    3.3 目标识别的相似性测度
    3.4 绝缘子识别效果对比
    3.5 本章小结
4 接触网绝缘子污秽检测
    4.1 颜色空间转换
        4.1.1 RGB三维模型
        4.1.2 HSV三维模型
    4.2 绝缘子污秽等级标准
    4.3 污秽度量化值的对应关系
    4.4 绝缘子污秽程度分析
    4.5 本章小结
5 嵌入式平台算法移植与测试
    5.1 嵌入式平台选择
    5.2 开发环境搭建
        5.2.1 安装操作系统
        5.2.2 Raspbian上安装OpenCV
    5.3 系统实验及结果分析
    5.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3954067