隨著我國高速鐵路的發(fā)展,鐵路網(wǎng)絡規(guī)模不斷擴大,鐵路安全受到了越來越多關注。接觸網(wǎng)是高速鐵路不可缺少的一部分,接觸網(wǎng)是在高速鐵路外側(cè)修建的供電設施,其作用是把電能通過導線傳輸給高速列車。接觸網(wǎng)系統(tǒng)的質(zhì)量和工作狀況對高速鐵路的運輸安全有直接的影響。據(jù)統(tǒng)計,接觸網(wǎng)故障占鐵路供電故障的七成,為了保證高速鐵路運輸?shù)陌踩\行,需要對接觸網(wǎng)關鍵零件進行細致檢查。傳統(tǒng)的人工巡檢的方法,存在巡檢精度低、檢測周期長的缺點,需要一種有效的檢測算法來檢測接觸網(wǎng)零件異常。本文使用圖像處理和深度學習技術,針對以下幾個方面進行了具體的研究:（1）針對現(xiàn)有的接觸網(wǎng)關鍵零件檢測算法檢測精度不高,接觸網(wǎng)零件小,光照條件差和背景復雜等情況,論文中提出了改進的YOLO檢測算法,通過增加旁路連接,融合網(wǎng)絡底層特征和高層特征能,網(wǎng)絡在提取特征時,能夠保留提小目標特征從而增加對小目標檢測的敏感度;同時增加了Spatial Dropout,解決了網(wǎng)絡容易出現(xiàn)過擬合的問題,提高了網(wǎng)絡的泛化能力;網(wǎng)絡的類別損失函數(shù)修為成焦點損失函數(shù),通過對容易錯分樣本設置更大的權重,提高零件的檢測能力。最終識別m AP達到92.49%,FPS為6.75... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 接觸網(wǎng)零件檢測
        1.2.2 接觸網(wǎng)異常檢測
    1.3 本文的研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)
第2章 基于特征融合的YOLO接觸網(wǎng)零件檢測
    2.1 引言
    2.2 基于特征融合的YOLO檢測算法
        2.2.1 特征提取
        2.2.2 Spatial Dropout
        2.2.3 特征融合
        2.2.4 焦點損失函數(shù)
    2.3 實驗結(jié)果及分析
        2.3.1 數(shù)據(jù)集
        2.3.2 實施細節(jié)及評價指標
        2.3.3 實驗結(jié)果分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于GAN網(wǎng)絡的接觸網(wǎng)零件異常檢測
    3.1 引言
    3.2 基于跳層連接的Ganomaly網(wǎng)絡模型
        3.2.1 跳層連接
        3.2.2 損失函數(shù)
    3.3 實驗結(jié)果及分析
        3.3.1 數(shù)據(jù)集
        3.3.2 實施細節(jié)與評價指標
        3.3.3 實驗結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于DCGAN數(shù)據(jù)增強的接觸網(wǎng)零件異常檢測
    4.1 引言
    4.2 基于DCGAN的數(shù)據(jù)增強
        4.2.1 數(shù)據(jù)增強
        4.2.2 基于DCGAN數(shù)據(jù)增強
        4.2.3 ResNet分類模型
    4.3 實驗結(jié)果及分析
        4.3.1 數(shù)據(jù)集
        4.3.2 實施細節(jié)
        4.3.3 實驗結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
    5.1 系統(tǒng)需求分析
        5.1.1 系統(tǒng)功能性需求分析
        5.1.2 系統(tǒng)非功能性需求分析
    5.2 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
        5.2.1 系統(tǒng)功能模塊設計
        5.2.2 接觸網(wǎng)零件檢測模塊設計與實現(xiàn)
        5.2.3 零件異常檢測模塊設計與實現(xiàn)
        5.2.4 人工分析模塊的設計與實現(xiàn)
        5.2.5 異常總覽模塊的設計與實現(xiàn)
    5.3 系統(tǒng)測試
        5.3.1 測試目標與環(huán)境
        5.3.2 智能檢測模塊測試
        5.3.3 人工分析模塊測試
        5.3.4 異�？傆[模塊測試
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于Faster R-CNN的鐵路接觸網(wǎng)鳥巢檢測[J]. 王紀武,羅海保,魚鵬飛,劉亞凡.  鐵道機車車輛. 2020(02)
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[3]基于深度學習的高鐵接觸網(wǎng)定位器檢測與識別[J]. 陳東杰,張文生,楊陽.  中國科學技術大學學報. 2017(04)
[4]基于HOG特征與二維Gabor小波變換的高鐵接觸網(wǎng)支撐裝置耳片斷裂故障檢測[J]. 韓燁,劉志剛,耿肖,鐘俊平.  鐵道學報. 2017(02)
[5]基于圖像處理的接觸網(wǎng)定位線夾目標檢測[J]. 張春春,王嵩,張冬凱,周勝.  鐵道科學與工程學報. 2015(06)
[6]角點配準與圖像差分的接觸網(wǎng)絕緣子故障檢測[J]. 郭曉旭,劉志剛,張桂南,高仕斌.  電力系統(tǒng)及其自動化學報. 2015(02)
[7]基于角點匹配與譜聚類的接觸網(wǎng)絕緣子破損/夾雜異物故障檢測[J]. 張桂南,劉志剛.  儀器儀表學報. 2014(06)
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[9]基于圖像處理的接觸網(wǎng)動態(tài)幾何參數(shù)測量研究[J]. 劉寅秋,韓通新,劉會平.  鐵道機車車輛. 2012(05)
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博士論文
[1]高速鐵路接觸網(wǎng)檢測若干關鍵技術研究[D]. 陳唐龍.西南交通大學 2006

碩士論文
[1]面向高鐵接觸網(wǎng)缺陷檢測的智能圖像處理關鍵技術研究[D]. 張子健.浙江大學 2019
[2]圖像處理在接觸網(wǎng)吊弦缺陷檢測中的應用[D]. 徐鑰斌.西南交通大學 2018
[3]基于圖像處理的接觸網(wǎng)絕緣子識別與破損檢測[D]. 苗向鵬.西南交通大學 2017
[4]基于圖像處理的接觸網(wǎng)絕緣子裂紋和定位支座檢測[D]. 楊輝金.西南交通大學 2017
[5]基于圖像處理的接觸網(wǎng)吊弦和受電弓滑板的檢測與識別[D]. 白瑞敏.西南交通大學 2017
[6]基于雙線陣相機的接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測方法及系統(tǒng)研究[D]. 王偉.湖南大學 2016
[7]高速鐵路接觸網(wǎng)支持懸掛裝置故障檢測算法[D]. 武國龍.石家莊鐵道大學 2016
[8]基于圖像處理的接觸網(wǎng)狀態(tài)檢測研究[D]. 趙明杰.西南交通大學 2013
[9]基于圖像處理的接觸網(wǎng)支持及懸掛裝置不良狀態(tài)檢測[D]. 楊紅梅.西南交通大學 2013
[10]基于圖像處理技術的高速接觸網(wǎng)動態(tài)檢測系統(tǒng)研究[D]. 蔡學敬.西南交通大學 2008



本文編號：3660293