基于机器视觉的接触网安全问题检测技术研究

发布时间：2023-03-01 17:45

　　接触网安全是高速铁路运输安全的关键问题之一,人工检测的效率低、成本高,必须探索自动检测方法。现有测距和目标检测方法包括双目视觉、特征识别、深度学习等,不能很好的适应接触网的拍摄和检测环境。为实现接触网安全隐患的自动检测,对危树、硬弯、燃弧等问题展开了研究,提出了基于机器视觉的接触网安全问题检测技术。危树判定的依据是树木分支与接触网支架的距离比较,由于铁路运输线路长,危树图像只能在列车上拍摄,无法获取稳定的双目视频或人工标注,针对以上问题提出基于纵向视差的危树检测方法。该方法根据树木区域的颜色特征和结构特征,采用多尺度的颜色阈值分割和分形维数计算方法,得到包含树木分支结构的树木子区域,借鉴双目视觉测距算法的基本思路,通过图像区域在前后两帧中的位移和摄像机的移动,估计区域到成像面中心的距离,利用该距离获取树木区域与接触网支架的位置关系对危树进行判定。接触线硬弯是线形结构上小半径、大弧度的弯曲现象,难以根据图像的基本特征发现和识别,针对这个问题提出基于直线拟合和距离积分的检测方法。该方法基于接触线的结构特征,采用距离变换方法提取图像骨架,利用连通性检测和直线拟合获得图像中线条中轴的直线方程,...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究目的与意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 研究内容
    1.5 论文结构安排
第2章 理论与技术基础
    2.1 图像测距技术
        2.1.1 相机标定
        2.1.2 双目视觉
        2.1.3 光流法
    2.2 图像特征识别
        2.2.1 图像识别问题
        2.2.2 图像特征与特征提取
        2.2.3 特征识别方法
    2.3 基于机器学习的图像识别
        2.3.1 机器学习理论与方法
        2.3.2 深度神经网络
        2.3.3 深度卷积神经网络
    2.4 图像处理算法实现技术
        2.4.1 C++与OpenCV
        2.4.2 Python
        2.4.3 PyTorch
    2.5 本章小节
第3章 铁路危树检测
    3.1 图像的多尺度颜色阈值分割
    3.2 树木区域识别
    3.3 树木区域测距
    3.4 接触网支架检测与危树判定
    3.5 实验结果与分析
    3.6 本章小节
第4章 接触线硬弯检测
    4.1 图像骨架提取
    4.2 接触线识别
    4.3 接触线硬弯检测
    4.4 实验结果与分析
    4.5 本章小节
第5章 燃弧检测与分类
    5.1 弓网燃弧
    5.2 基于机器学习的燃弧检测和分类方案设计
    5.3 基于ResNet网络的燃弧检测
    5.4 基于DarkNet-53 网络的接触网部件识别
    5.5 实验结果与分析
    5.6 本章小节
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
在读期间公开发表论文(著)及科研情况



本文编号：3751954