基于双目视觉的接触网绝缘子识别定位
随着我国现代化铁路网络的快速建设，人们对铁路系统的安全运行提出了更高的要求。接触网作为电气化铁路的重要部件，保障其正常工作至关重要。由于接触网污闪事故而造成的铁路系统大面积停电，不仅影响铁路安全运行，同时对经济带来巨大损失。保持接触网绝缘子的清洁是防止污闪事故发生的有效举措，目前，主要依靠手动操作带电水冲洗车对接触网绝缘子进行清洗，但是人工清洗劳动强度高，冲洗效率也较低，若工人操作不当，则导致清洗不干净，采用水冲洗车自动清洗接触网绝缘子，可有效解决人工清洗存在的问题。面对铁路沿线庞大的绝缘子清洗任务，采用自动化装置代替人工清洗接触网绝缘子成为研究重点。 实现水冲洗车自动清洗，接触网绝缘子三维位置重建是关键，本文以接触网绝缘子为研究对象，利用双目视觉和图像处理技术实现其提取及定位，以此还原出绝缘子的三维位置信息，并通过实验验证方法的可行性，从而为带电水冲洗车自动冲洗绝缘子提供依据。本文主要内容如下: 1.提出了一种基于颜色和相关参照的接触网绝缘子识别方法，首先根据绝缘子颜色特征，提取出初始的绝缘子区域，再根据接触网支架和绝缘子之间的相对位置关系，准确识别出图像中的绝缘子。 2.采用平面模板标定法，利用方形棋盘格作为2D平面靶标，在MATLAB中实现双目视觉系统的标定，得出其内外参数，以此建立图像坐标系到世界坐标系之间的联系。 3.研究了立体匹配中对应点的匹配技术，针对匹配准确性和实时性的要求，分析接触网绝缘子成像特征，选择适用于绝缘子图像的形心匹配和区域灰度信息匹配相结合的匹配方法。 4.分析平行光轴和相机参数可变的双目视觉模型三维重建原理，搭建双目视觉系统实验平台，在1200-3200mm距离范围拍摄绝缘子图像，还原图像中绝缘子的三维位置信息，对重建误差和重建实时性进行分析，以此验证三维重建方法的可行性。
接触网绝缘子;双目视觉;目标识别;相机标定;立体匹配;三维重建
西南交通大学
硕士
机械电子工程
邓斌
2017
中文
U226.8;TP391.41
69
2017-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）