基于機器視覺的鐵路接觸網(wǎng)鳥巢與絕緣子識別檢測方法研究.pdf

1、隨著電氣化鐵道的高速發(fā)展，鐵道接觸網(wǎng)的作用舉足輕重，保證接觸網(wǎng)的正常運行是電氣化鐵路中的一項至關(guān)重要的工作。分析和檢測接觸網(wǎng)的常見故障和不正常運行狀態(tài)，制定一系列預(yù)防措施，是接觸網(wǎng)安全運營的重要保障。
　　目前，對接觸網(wǎng)的檢測方式主要為人工分析機車內(nèi)的車載視頻，通過仔細觀察，找出接觸網(wǎng)中明顯存在的或者潛在的威脅接觸網(wǎng)正常運行的故障，這種檢測方式花費時間長，受人為因素影響大。本文以鐵路接觸網(wǎng)檢測的自動化、智能化為出發(fā)點，采用計算機視

2、覺處理的方法對其展開了研究。本文重點開展了以下幾方面的工作：
　　針對高速鐵路接觸網(wǎng)非接觸式圖像檢測中鳥窩難以自動識別定位的問題，結(jié)合鳥類筑巢的平臺特點，提出一種基于鳥窩和硬橫梁相對位置不變性的檢測方法。將預(yù)處理后的圖像利用Sobel水平算子獲取到圖像邊緣，然后再采用概率Hough變換直線檢測方法對圖像實行角度校正，并結(jié)合待分析圖像中線段長度關(guān)系實現(xiàn)最前景硬橫梁的檢測，最后對校正后的圖像進行 Otsu二值化處理，通過統(tǒng)計硬橫梁之間

3、的白色區(qū)域面積，判斷該橫梁上是否存在鳥窩，實驗表明：該方法對于位于硬橫梁之間的鳥窩定位準確，識別率較高，實時性強，為鐵路接觸網(wǎng)的安全檢測提供了一定的參考價值。
　　對絕緣子進行識別時，考慮到其在接觸網(wǎng)中獨特的形狀及紋理特征，決定采用機器學(xué)習(xí)的方式，將絕緣子的識別問題轉(zhuǎn)化為分類問題。通過人工從大量復(fù)雜的接觸網(wǎng)圖像中截取絕緣子目標(biāo)和其他背景圖像，建立了正負樣本數(shù)據(jù)庫，經(jīng)過圖像預(yù)處理后提取Hog特征，輸入到分類器中進行學(xué)習(xí)，再用生成的分