论文部分内容阅读
接触网作为跨座式轨道交通系统基础设施的重要构成部分,是供电系统的主体,其可靠性直接关系到单轨交通系统正常的安全运营。跨座式单轨交通系统接触网的缺陷检测,目前还主要靠人工进行巡检,人工巡检无法实现高效率检测,且存在一定的安全隐患。因此,跨座式单轨交通系统迫切地需要一种稳定可靠的接触网缺陷自动化检测方法。目前跨座式单轨接触网缺陷的自动化检测还没有成熟的方法,本文主要研究基于线结构光的接触网缺陷三维检测方法。该方法采用线结构光视觉技术获取接触网检测区域的线结构光图像数据,进行接触网表面的三维重建,然后建立接触网检测区域深度信息的三维空间模型,采用双重均值的方法计算接触网区域深度值,进而得到接触网的缺陷程度情况。论文主要的研究工作如下:首先,根据跨座式单轨交通系统接触网的布局结构特点以及检测要求进行接触网三维检测采集系统的设计并搭建了模拟实验平台,通过对获取到的图像数据进行预处理,提高图像特征提取与识别的精确性。采用一种改进的灰度重心法对得到的接触网图像数据进行光条纹中心提取,为接触网检测区域三维空间模型的重建做好准备工作。其次,为了实现接触网检测区域缺陷程度的量化检测,通过获取到的检测区域的序列线结构光条纹中心图像形成视差图进行接触网表面三维重建,即获取接触网检测面的高度信息。为了进一步增强接触网的可视化同时有效利用检测区域承载缺陷程度的信息数据,采用三线性插值算法进行接触网检测区域深度信息的三维空间模型构建,在此基础上利用双重均值的方法计算接触网区域的平均深度值。最后,介绍了研究方法的软硬件平台,并通过多组实验对本文基于线结构光的接触网缺陷三维检测方法进行可行性验证。实验结果表明,本文研究的三维检测方法能比较准确的实现对接触网缺陷程度的量化检测,测量精度达到?0.4mm,具有较高的可靠性,基本能够满足现场检测要求。