基于机器视觉的接触网磨耗无损测量方法研究-论文.pdf

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1、第01卷第03期2014年8月工业技术创新IndustrialTechnologyInnovation基于机器视觉的接触网磨耗无损测量方法研究王东亚，张翔宇，方静静(北京赛迪时代信息产业股份有限公司，北京，100086)摘要：根据对接触网磨耗检测的分析，本文提出一种基于机器视觉的方法对接触线磨耗进行无损测量。通过对接触线磨损后的特征进行分析，设计的光学系统能很好的对接触线磨耗面进行图像采集，经过图像预测与跟踪，获得接触线，再对接触线磨损边缘进行提取，最后进行三角计算获得磨耗值。此检测方法具有高精度、速度快以及非接触检测等优点。关键词：接触线；机器

2、视觉；预测与跟踪；三角计算中图分类号：TP312文献标识码：A文章编号：2095-8412(2014)03—273—06StudyontheMethodforNon—DestructiveMeasurementofContactWireWearBasedonMachineVisionDongyaWang，xiangyuZhang，JingjingFang(BE1JINGCC1DINFOTECHINC，BeUing，100086，China)Abstract：Accordingtotheanalysisofcatenaryweardetection

3、，thispaperpresentsamethodofcontactwireweartestbasedonmachinevision．Byanalyzingthecharacteristicsofthecontactlineafterabrasion，opticalsystemwhichbeendesignedcouldbewellforimageacquisitionofcontactwirewearsurface，bypredictionandtrackingofimagetoobtainthecontactline，thenextracte

4、dthecontactwirewearedge，andfinallyobtainedthewearvaluebytrigonometriccalculations．Thisdetectionmethodhastheadvantagesofhighprecision，fastspeed，non—contactdetectionandSOon．Keywords：Contactline；Machinevision；Predictionandtracking；Trigonometriccalculations1引言定的应用价值。随着高速电气化铁路的快速发

5、展，实现对接触网检测的愿望越来越急切。为保证机车正常运行，受电2图像采集弓能正常受流是检测网检测中至关重要的，而影响受2．1机器视觉系统电弓受流的主要因素就是接触线的传输电能的能力，一个基本的机器视觉检测系统一般都是用摄像机因此对接触线磨损面的研究越来越重要n]。为了满足获取被测物体的图像，被测物体往往处于运动状态或检测速度快，精度高等特点，目前基于结构化的方法者摄像机处于运动状态，同时需要一个外部信号或者已经成为学者研究的热点之一[2】。本文提出一种基于软件信号来触发采集，因此就需要一个产生触发信号机器视觉的方法，采用目前流行的双目交汇测量技术

6、的传感器。为了获得很好的图像，那么需为被测物体对接触线磨损边缘进行测量，最终获得磨耗值。这种定制合适的光源。为了提高采集图像的质量就需要选非接触式的测量方法很好的满足目前对接触线磨损检择或定制合适的镜头，采集到图像后，就需要摄像机测的方法，因此本文的研究对接触网磨耗检测具有一将采集卡采集到的图像送到计算机，计算机获得图像·273·工业技术创新IndustrialTechnologyInnovation第03期后进行分析处理，得出结果。综上所述，机器视觉系件以及设备之间的通信接口等，其系统结构如图1所统一般包括光源，光学镜头，工业相机，图像处理软示

7、：图1视觉系统基本结构2．2磨耗检测度传感器的输出脉冲同时接入两相机的外部触发端，接触网磨耗检测系统的图像采集采用线阵相机，专用的光电式速度传感器在车轮滚动一周输出200个在方案中采用两台线阵相机，利用双目视觉原理和光脉冲。这样能够保证两个相机对接触线的同一个点，学三角测量原理对接触线的几何参数进行非接触实时同一时间采集两幅图像，可以保证在后续进行图像分测量，系统采用2台线阵相机，相机的分辨率为4096析计算时误差最小。该方案还有一个优点即两个相机个像素，最大扫描速度为18K，即每秒获取18000帧传输图像所需要的带宽最小。前一个方案对于单个相图

8、像。系统相机，分别安装在车顶平台上并倾斜一定机全速度运行所需要的数据传输带宽为74MB，而该角度，分别装在车顶中心线的两侧并对称放置，且