基于圖像的高速鐵路線路環(huán)境狀態(tài)智能識別技術(shù)研究.pdf

1、本文研究了高速鐵路線路環(huán)境狀態(tài)智能識別的相關(guān)技術(shù),主要包括實(shí)時圖像處理和基于圖像的智能識別兩個方面,并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了基于圖像的高速鐵路線路環(huán)境狀態(tài)智能識別系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過安裝在綜合檢測列車上的攝像機(jī)采集線路圖像,利用圖像處理、機(jī)器視覺等技術(shù)對圖像進(jìn)行實(shí)時處理和分析,從而實(shí)現(xiàn)對線路環(huán)境狀態(tài)的智能識別。
　　 本文首先介紹了高速鐵路線路環(huán)境狀態(tài)智能識別系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)總體方案、系統(tǒng)組成、各部分功能、采用的關(guān)鍵技術(shù)等。并重點(diǎn)

2、分析和討論了成像系統(tǒng)選型和安裝的相關(guān)問題。隨后論文就實(shí)時圖像處理和基于圖像的智能識別兩個方面進(jìn)行了深入地研究。
　　 在實(shí)時圖像處理方面,本文采用了基于FPGA的硬件處理器來實(shí)現(xiàn)圖像預(yù)處理算法,以提高系統(tǒng)的處理速度。為了解決當(dāng)前圖像處理硬件設(shè)計(jì)困難、設(shè)計(jì)周期長等問題,本文創(chuàng)新性地提出了基于圖像代數(shù)的圖像處理算法硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù),并采用該方法實(shí)現(xiàn)了本系統(tǒng)相關(guān)的圖像處理算法,如圖像濾波、形態(tài)學(xué)處理、邊緣提取等,的硬件設(shè)計(jì),給出了硬件的仿

3、真結(jié)果和圖像處理的結(jié)果。
　　 在基于圖像的智能識別方面,本文采用了二維圖像識別和三維立體視覺識別相結(jié)合的方法,利用二維圖像識別技術(shù)快速提取線路異常特征,再利用立體視覺得到異常特征的三維信息,來確認(rèn)其是否為線路缺陷。在基于二維圖像的線路環(huán)境狀態(tài)的提取和識別方法上,本文提出了基于灰度統(tǒng)計(jì)特征和邊緣統(tǒng)計(jì)特征的護(hù)欄完整性識別算法,以及基于混合高斯模型的空間異物識別算法。在三維立體視覺識別上,本文完成了三維立體視覺系統(tǒng)的構(gòu)建、標(biāo)定以及三