基于機器視覺的受電弓磨耗檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、受電弓是電力機車運行時從電網(wǎng)中取電的裝置。在機車運行過程中，受電弓發(fā)生電氣磨耗和滑動磨耗是不可避免的，當受電弓磨耗到一定程度后，容易造成拉網(wǎng)卡網(wǎng)或暫時性斷電等，由此可能引發(fā)嚴重的鐵路交通事故。因此，對受電弓磨耗狀態(tài)進行在線檢測在保證機車正常運行和電網(wǎng)安全等方面都具有非常重要的意義。
　　 目前，對電力機車受電弓磨耗的檢測大多采用人工目測，這方法已經(jīng)成為電力機車入庫檢修的一個必要工序，采用此方法必須停車，且費時費力。近年來，隨著機

2、器視覺相關(guān)軟硬件技術(shù)的日趨成熟，使得采用機器視覺技術(shù)對受電弓的厚度進行非接觸式測量已經(jīng)成為一種可行的方法。采用機器視覺技術(shù)對受電弓形狀進行檢測，具有反應(yīng)迅速、易于儲存和再現(xiàn)、抗干擾能力強和易于做到實時控制等優(yōu)點。
　　 本文的主要研究內(nèi)容包括:首先，通過閱讀大量的文獻了解了國內(nèi)外受電弓磨耗檢測技術(shù)的現(xiàn)狀，對所有受電弓磨耗檢測技術(shù)進行總結(jié)分析，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造性的提出了一種基于機器視覺的受電弓磨耗檢測系統(tǒng)。因為電力機車在通過檢測系統(tǒng)

3、時速度具有不確定性，所以該系統(tǒng)選用了高速工業(yè)相機、穩(wěn)定性好的工業(yè)閃光燈和抗干擾能力強的有源軌道車輪傳感器作為主要設(shè)備。通過對現(xiàn)場安裝環(huán)境和實際工程中理論安裝尺寸的綜合分析，在實際工程中對安裝尺寸進行重新的調(diào)整，并通過現(xiàn)場的實時驗證，獲得了理想的受電弓磨耗圖像。然后，根據(jù)現(xiàn)場獲得的受電弓磨耗圖像提出一種新的基于TRIZ理論的圖像邊緣檢測算法，該算法在傳統(tǒng)的邊緣檢測方法上引入TRIZ理論，根據(jù)TRIZ理論對算法進行重新構(gòu)建，然后通過現(xiàn)場獲得

4、的圖像對算法進行可行性驗證，試驗結(jié)果表明，構(gòu)建的新算法能很好的獲得圖像的邊緣，同時可以極大的降低噪聲對圖像的影響，提高了算法的實時性，能夠很好的滿足實際工程的應(yīng)用，為機車檢修人員提供了最新的檢測數(shù)據(jù)以確保維修有效快速進行。最后，利用VC++和C＃軟件，開發(fā)出圖像采集分析軟件和用戶應(yīng)用軟件，并給出了相關(guān)應(yīng)用軟件的界面。
　　 本文所開發(fā)的檢測系統(tǒng)能夠很好的完成檢測任務(wù)，具有高效率、高精度、非接觸等優(yōu)點，對項目的現(xiàn)場實施具有一定的指