路軌自動檢測系統(tǒng)及障礙物識別技術(shù)的研究.pdf

1、鐵路運營速度的提高，客貨運量的不斷增加，安全性和可靠性的需求，都對鐵路養(yǎng)護維修工作提出了更高的要求。傳統(tǒng)的靠人工視覺和常規(guī)檢測方法難以對鐵路路軌進行有效檢測和維護。鐵路路軌自動檢測系統(tǒng)是鐵道部在全國列車提速的大環(huán)境下迫切需求的一套自動安檢系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應用可以克服傳統(tǒng)的停車靜態(tài)人工檢測中作業(yè)點多、保證區(qū)段短的局限性，并實現(xiàn)了列車安全保障模式從人工模式向人機結(jié)合模式的轉(zhuǎn)變并最終實現(xiàn)完全機器檢測。 本課題主要設計工作可以概括為：基于

2、機器視覺這個熱點研究方向?qū)崿F(xiàn)用計算機代替人眼對可能引起火車輪軌或路軌損毀的障礙物進行自動識別檢測，以便做出排除障礙物、檢修軌道或列車的決定，同時也為進一步分析路軌及列車異常情況提供必要的線索。本文圍繞這個主題，根據(jù)鐵路路軌的特點，設計了一套以圖像特征提取和特征分析等數(shù)字圖像處理方法為理論支撐的路軌障礙物自動檢測系統(tǒng)。這對完成整個檢測系統(tǒng)的自動檢測功能和最終實現(xiàn)完全機檢，有著解決實際難題和探索全自動檢測設計方法的雙重意義。 系統(tǒng)整

3、體設計采用了服務器/客戶端分布式模型，終端與服務器利用TCP/IP協(xié)議進行通訊。機器視覺功能被應用于識別鐵路路軌上有危害的障礙物。在視覺算法的設計上，分析比較并改進了圖像濾波算法、圖像增強、Canny算子邊緣檢測、圖像二值化算法，利用本文提出的幾個改進算法對路軌圖像進行有效的預處理；提出了鐵路框架提取算法，并以此為基礎建立檢測窗，縮小搜索范圍；設計了直方圖特征分析方法進行障礙物輔助識別；設計了鐵軌和枕木線條完整性識別算法，利用線條的完整