基于三维点云数据的接触网参数检测研究

发布时间：2023-03-01 18:57

　　作为我国最主要的交通运输方式之一,铁路运输尤其是电气化铁路在我国经济社会发展中占据着越来越重要的地位。接触网作为牵引供电系统的重要组成部分,长期处于复杂、恶劣的作业环境中,且无备用架设,因此一直被视为电气化铁道供电系统中的最为薄弱的环节。接触网几何参数体现了接触网悬挂支持装置的工作状态,影响着列车的受流质量与行车安全。目前针对接触网几何参数的检测多是基于二维图像,这类检测方式容易受到天气、二维图像曝光度、物体表面反射等情况的干扰,可能产生检测死角,影响最终的检测效果。随着图像处理技术的进步,特别是三维图像技术的发展,采取精度更高、检测效率更好的方式对接触网包含几何参数在内的各项参数指标进行非接触式检测,以排除隐患,有非常重要的意义。本文利用三维点云处理方法,尝试对接触网部分几何参数进行非接触式检测,并通过现场实验与计算机仿真对检测方法进行验证。进行参数检测前,先简要介绍深度相机获取三维图像并转化成点云数据的过程。在获取接触网点云数据之后,根据检测目标特点选取相应的方法进行数据预处理,为后续几何参数检测做好准备。针对接触网导高、拉出值检测问题,利用接触线的连续线体特征通过基于三维点云的R...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景与意义
    1.2 课题研究现状分析
        1.2.1 接触线几何参数检测研究现状
        1.2.2 接触网支持定位装置几何参数检测技术研究现状
        1.2.3 三维图像处理技术发展现状
    1.3 本文的研究内容及章节安排
第2章 三维图像获取以及点云相关理论
    2.1 引言
    2.2 检测对象点云获取
        2.2.1 点云获取设备介绍
        2.2.2 深度图像采集原理
    2.3 点云处理软件平台及点云文件介绍
        2.3.1 PCL点云库及其模块
        2.3.2 点云文件格式介绍
    2.4 点云坐标转换
        2.4.1 各坐标系的建立
        2.4.2 深度图像转换三维点云
    2.5 本章小结
第3章 基于三维点云的接触网导高、拉出值检测
    3.1 引言
    3.2 接触线几何参数检测流程及前期工作
        3.2.1 接触线几何参数检测流程
        3.2.2 接触网点云采集与数据预处理
    3.3 接触线三维数据检测与提取
        3.3.1 RANSAC算法
        3.3.2 基于三维点云特征改进的RANSAC检测算法
    3.4 接触网导高、拉出值检测
    3.5 实验对比
        3.5.1 导高、拉出值计算结果
        3.5.2 计算结果分析与检测值参考值对比
        3.5.3 基于接触线线性连续性的检测结果可靠性验证
    3.6 本章小结
第4章 基于三维点云的支持、定位装置几何参数检测
    4.1 引言
    4.2 腕臂点云数据获取及预处理
        4.2.1 点云数据获取
        4.2.2 腕臂装置点云数据预处理
    4.3 腕臂式支持、定位装置倾角检测
        4.3.1 点云分割
        4.3.2 倾角计算
    4.4 腕臂各连接处位置检测
        4.4.1 上下绝缘子固定点间距
        4.4.2 基于角点检测的连接部件定位
    4.5 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：3752050