基于熱成像技術(shù)的接觸網(wǎng)載流安全研究.pdf

1、接觸網(wǎng)作為電氣化鐵路的關(guān)鍵部件之一，是電力機(jī)車牽引動力的唯一電流來源，且無備用設(shè)備，其發(fā)生故障直接影響鐵路的正常運營。而接觸網(wǎng)載流安全故障最直接的體現(xiàn)是接觸線及其附屬設(shè)備由于過流或接觸不良而引起發(fā)熱，且不易及早發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致電力機(jī)車不能正常受流。為此，對接觸線及其附屬設(shè)備的發(fā)熱情況進(jìn)行在線檢測能夠及時發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)的載流安全隱患，保障電氣化鐵路的正常運營。而紅外熱成像檢測技術(shù)是當(dāng)前溫度變化檢測的有力手段，將其引入到接觸網(wǎng)載流安全檢測中，具有現(xiàn)實

2、意義。
　　本文在分析圖像預(yù)處理和紅外圖像特性的基礎(chǔ)上，研究了針對接觸網(wǎng)紅外圖像的特定圖像預(yù)處理方法，其包括圖像灰度化、圖像增強(qiáng)和圖像濾波等方法。并針對椒鹽噪聲對接觸網(wǎng)紅外圖像的影響，提出一種將中值濾波與高通濾波混合的圖像濾波算法，并比較其與鄰域平均法、中值濾波法、選擇式掩模法的濾波效果。結(jié)果表明，該混合濾波算法的濾波效果最佳。為將接觸網(wǎng)紅外圖像的發(fā)熱區(qū)域進(jìn)行提取，在詳細(xì)研究傳統(tǒng)閾值分割算法分割原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合紅外圖像的溫度特征

3、，提出基于溫度閾值的全局閾值雙峰分割算法，并且采用傳統(tǒng)閾值分割算法和全局閾值雙峰分割算法對接觸網(wǎng)紅外圖像進(jìn)行分割。通過圖像的分割結(jié)果可知，全局閾值雙峰分割算法分割出的發(fā)熱區(qū)域最準(zhǔn)確。為定位具有明顯形狀特征的發(fā)熱區(qū)域，利用基于互信息的紅外圖像匹配算法來實現(xiàn)。將在發(fā)熱區(qū)域圖像上選取初始點和初始方向，并在對應(yīng)匹配圖像上尋找最大互信息值，實現(xiàn)了圖像匹配，即找到發(fā)熱區(qū)域在紅外圖像上的位置。針對圖像匹配中NP(Non-Parametric,無參數(shù))

4、窗的插值計算時間長的問題，在雙線性插值中引入MNP(Modified Non-Parametric window,改進(jìn)無參數(shù)窗)法進(jìn)行計算，由圖像匹配的結(jié)果可知，MNP法具有較短的插值計算時間，是一種有效的插值計算法。為定位不具有明顯形狀特征的發(fā)熱區(qū)域，采用基于Contourlet變換的紅外圖像與可見光圖像融合算法進(jìn)行實現(xiàn)。在多尺度分解接觸網(wǎng)紅外與可見光圖像的基礎(chǔ)上，采用融合準(zhǔn)則D對高低頻子帶進(jìn)行融合并重構(gòu)得到融合圖像。通過融合評價參數(shù)