基于opencv图像处理的列车受电弓动态特性监测方法研究

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1、祕斧＿＿雜±学位论文＂ｇＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ藤：＊幽補２６４：国内图书分类号．３＋４密级公开：Ｕ国际图书分类号；Ｕ６２９．４西南交通大学研究生学位论文基于ｏｐｅｎｃｖ图像处理的列车受电弓动态特性监测方法研究年级２０１２级姓名杜高峰申请挙份级别工学硕壬专业测试计量巧术及仪器指导老师化川辉副教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ；Ｕ２６４．３＋４Ｕ．Ｄ．Ｃ：Ｕ６２９．４ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒ

2、ｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＢ乂ＳＥＤＯＮＯＰＥＮＣＶＩＭＡＧＥＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＴＲＡＩＮＰＡＮＴＯＧＲＡＰＨＤＹＮＡＭＩＣＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧＭＥＴＨＯＤＲＥＳＥＡＲＣＨＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄ－ｉｄａｔｅ：ＤｕＧａｏｆｅｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒｉＭａｓｔｅｒＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＭｅａｓｕｒｉｎｇａｎｄＴｅｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＷｕＣｈｕ

3、ａｎｈｕｉＭａｙ．２０１５西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并。向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，光许论文被査阅和借阅本人授权西南交通大学可Ｗ将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保密Ｖ／使用本授权书。＂＂（请在Ｗ上方框内打Ｖ）；学位论文作者签名指导老师签名：＾ｔＩ曰期；知６，曰期：；含ａ

4、斗斗西南交通大学硕±学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１郁究受接触网导线高度与拉弧测试原理Ｗ及硬件设备的选择和检测系统设计方案；２基于ｏｐｅｎｃｖ图像处理技术对受电弓升弓高度与拉弧现象的检测，Ｗ及相关数据分析；３ａｌＳｔｕｄｉｏ２０１０患用Ｖｉｓｕ作为程序开发工具，对测试系统软件进行设计，Ｗ及介绍图像处理的相关流程；４．在接触网导线窩度与拉弧现象检测过程中，对测试结果产生影响的各种误差，进行分析与处理。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究

5、工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明一。本人完全了解违反上述声明所引起的切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名日期：２０１５Ｓ月年ｆｊ日西南交通大学硕±研究生学位论文第Ｉ页摘要随着我国列车运行速度不断提高，对，为保障列车的安全运行其各项参数检测尤为重要，其中接触网导线髙度和弓网拉弧等参数的检测是反映弓网运行状况。然而传统的检测方法是在受电弓上加装传感器，影响了受电弓的受流

6、特性。。ｅｎｃｖ因此，需要采用新方法对弓网参数检测本文基于ｏｐ图像处理技术对接触网导线高度与受电弓拉弧现象进行非接触式检测，对促进铁路事业发展具有重大意义。本文是首先对弓网菌度与拉弧现象的论述Ｗ及基于ｏｐｅｎｃｖ图像处理技术对升弓髙度与拉弧检测原理介绍。并进行了整个测试系统硬件结构的搭建与紫外摄像头与红外摄像头的选择与安装。然后介绍图像二值化处理、图像灰度化处理、图像中值滤波处理等相关计算＇。机图像处理技术并利用图像处理技术对受电弓视频进行受电弓上标记点跟踪，一定的故射关系根据图像像素点坐标与世界坐标，折

7、算出接触网导线高度。Ｗ及根据拉弧光学特征，利用图像处理技术计算图像中拉弧面积，从而判断是否存在拉弧现象。再结合Ｏｐｅｎｃｖ图像处理函数在应用ＭＦＣ程序框架的基础上，并利用ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ２０１０程序开发工具进行受电弓动态特性检测软件的界面设计和相关功能的实现。最后，对接触网导线髙度和受电弓拉弧进行了测试，Ｗ及对测试过程中存在的各种误差进行了分析与处理。关键词：ｏｐｅｎｃｖ图像处理；接触网导线高度；受电弓拉弧；非接触式检测西南交通大学硕±研究生学位论文第ＩＩ页ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈ

8、ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｒａｉｎｓｐｅｅｄｉｎｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙ，ｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓａｆｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆ化ｅｔｒａｉｎ，ｔｈｅｐａｒ