基于三維模型的接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、接觸網(wǎng)是電氣化鐵路供電系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其正常與否與高速電氣化鐵路的安全運(yùn)營(yíng)密切相關(guān)。因此，對(duì)于接觸網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)檢測(cè)精度提出了較高的要求。就目前而言，應(yīng)用于實(shí)際的檢測(cè)方法主要是接觸式檢測(cè)，而對(duì)于非接觸式檢測(cè)技術(shù)的研究剛開始，且主要集中于基于二維圖像處理的檢測(cè)技術(shù)研究，對(duì)于利用三維信息進(jìn)行不良狀態(tài)檢測(cè)的技術(shù)研究幾乎沒有?；诙S圖像的檢測(cè)技術(shù)會(huì)由于拍照角度、曝光度等外在因素的影響出現(xiàn)檢測(cè)死角，無(wú)法較為準(zhǔn)確的檢測(cè)出接觸網(wǎng)懸掛裝置的故障，而三維

2、模型相對(duì)于二維圖像，其所含的信息較為豐富，且對(duì)光的魯棒性較好，因此本文提出基于三維模型的檢測(cè)技術(shù)來(lái)對(duì)接觸網(wǎng)的不良狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。
　　對(duì)于本文所提出的檢測(cè)方法來(lái)說(shuō)，待檢測(cè)部件三維模型的獲取是進(jìn)一步完成檢測(cè)的基礎(chǔ)。本文對(duì)此給出了獲取重建所需三維點(diǎn)云的方法，并給出了三維重建的基本過(guò)程。
　　三維重建過(guò)程中的點(diǎn)云配準(zhǔn)過(guò)程是影響整個(gè)重建過(guò)程效率及模型準(zhǔn)確度的關(guān)鍵因素。尺度不變特征轉(zhuǎn)換(Scale Invariant Feature T

3、ransform，SIFT)算法是一種基于局部特征的匹配算法，該算法性能優(yōu)良，且應(yīng)用最為廣泛，其在關(guān)鍵點(diǎn)特征向量構(gòu)建過(guò)程中存在計(jì)算量大、向量維數(shù)較高而影響匹配速度的缺點(diǎn)。為解決此問(wèn)題，本文提出在使用SIFT算法提取得到SIFT關(guān)鍵點(diǎn)后，采用均勻模式的局部二值模式(Local Binary Patterns，LBP)特征值來(lái)對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行特征向量的構(gòu)建，然后采用基于最近鄰距離間比值的匹配方法來(lái)確定兩片點(diǎn)云關(guān)鍵點(diǎn)集之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而進(jìn)行粗配

4、準(zhǔn)、精配準(zhǔn)及曲面重建，最終完成零部件的三維重建。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，文中所述算法能達(dá)到預(yù)期目的，提高匹配速度，從而加速重建過(guò)程。
　　本文提出基于獲得的待檢測(cè)零部件三維模型進(jìn)行異常檢測(cè)，通過(guò)對(duì)比分割提取所獲三維模型與正常三維模型間的差異部分，并直觀顯示。首先，利用上文所述的方法進(jìn)行接觸網(wǎng)零部件故障狀態(tài)下的三維重建，獲得檢測(cè)所需的三維模型;然后，通過(guò)3D形狀內(nèi)容描述子算法從已知模型庫(kù)中識(shí)別出相應(yīng)正常零部件的三維模型;接著，利用基于旋轉(zhuǎn)圖像