發(fā)布時間：2017-05-24 06:05

  本文關鍵詞：基于計算機視覺的電氣化鐵路絕緣子識別技術的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電氣化鐵路絕緣子作為接觸網(wǎng)支持懸掛裝置中的重要設備,其狀態(tài)的好壞影響著牽引供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性,因而需要研究實時、智能的狀態(tài)檢測方法。準確高效地識別絕緣子是實現(xiàn)絕緣子不良狀態(tài)智能檢測的前提,確保后續(xù)檢測工作均在目標局部圖像中進行,降低狀態(tài)檢測的難度和檢測算法的計算量,從而提高檢測的速度和檢測結果的精度。本文以鐵路綜合檢測車采集回來的高效清晰的圖像為樣本,應用計算機視覺的相關技術,實現(xiàn)電氣化鐵路絕緣子的高效識別。首先介紹目前主要的兩類目標識別方法：模板匹配和統(tǒng)計模式識別；然后應用基于特征的圖像匹配方法實現(xiàn)絕緣子識別；最后再運用統(tǒng)計模式識別方法,提取絕緣子的Haar、LBP、HOG三種特征進行訓練,利用得到的分類器進行絕緣子識別。對于采用模板匹配進行電氣化鐵路絕緣子識別,文章使用基于SIFT、SURF和ORB的三種特征匹配的方法實現(xiàn)絕緣子識別,并對三種方法的識別效果進行分析和比較,得出SURF的綜合性能更優(yōu)。為方便對比三種匹配方法的識別效果,設計一個能夠完整實現(xiàn)識別過程的友好MFC界面。對于統(tǒng)計模式識別方法,采用AdaBoost算法和SVM訓練分類器。對于Haar特征和LBP特征,選用AdaBoost算法進行分類器訓練,通過對生成的分類器進行評價,得出改變正負樣本的截取方式、大小和數(shù)量能夠顯著的提高分類器的性能。對于HOG特征,則采用SVM訓練分類器,改變正負樣本截取方式、大小和數(shù)量對識別效果有一定的提升。實驗在Visual Studio 2013和OpenCV3.0環(huán)境下,通過編程實現(xiàn)電氣化鐵路絕緣子識別。實驗結果表明：對于基于圖像匹配的絕緣子識別,通過誤匹配的消除能夠明顯提高識別性能。對于基于統(tǒng)計模式識別方法的絕緣子識別,改變正負樣本截取方式、大小和數(shù)量對識別效果有明顯提升。采用合適的樣本截取方式、大小和數(shù)量,得到一個LBP特征級聯(lián)分類器,具有很高的精度和速度。
【關鍵詞】：絕緣子 計算機視覺 目標識別 模板匹配 統(tǒng)計模式識別
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U225.43;TP391.41
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.2 目標識別方法研究11-13
• 1.2.1 基于模板匹配的算法12
• 1.2.2 基于統(tǒng)計模式識別的算法12-13
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.1 目標識別在電力系統(tǒng)中的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 目標識別在電氣化鐵路中的研究現(xiàn)狀14
• 1.4 本文主要工作14-16
• 第2章 絕緣子目標識別的技術基礎16-28
• 2.1 圖像處理17-25
• 2.1.1 圖像對比度、亮度調整17
• 2.1.2 圖像濾波17-19
• 2.1.3 形態(tài)學運算19-22
• 2.1.4 圖像邊緣檢測22-25
• 2.2 AdaBoost算法25
• 2.3 SVM的基礎與理論25-27
• 2.4 本章小結27-28
• 第3章 模板匹配在絕緣子圖像識別中的應用研究28-43
• 3.1 圖像目標匹配的基本方法28-30
• 3.1.1 基于灰度圖像匹配28-29
• 3.1.2 基于特征圖像匹配29-30
• 3.2 圖像目標匹配的相似度度量30-31
• 3.3 基于特征匹配的絕緣子識別31-42
• 3.3.1 特征算法31-36
• 3.3.2 誤匹配消除36-38
• 3.3.3 特征匹配絕緣子識別實驗與分析38-41
• 3.3.4 三種基于特征匹配方法的特點41-42
• 3.4 本章小結42-43
• 第4章 統(tǒng)計模式識別在絕緣子識別中的應用研究43-64
• 4.1 樣本特征43-46
• 4.1.1 Harr特征43-44
• 4.1.2 LBP特征44-45
• 4.1.3 HOG特征45-46
• 4.2 基于HOG特征和SVM的絕緣子識別46-52
• 4.2.1 HOG特征提取46-47
• 4.2.2 SVM訓練與檢測47-48
• 4.2.3 實驗結果與分析48-52
• 4.3 基于級聯(lián)分類器的絕緣子識別52-63
• 4.3.1 AdaBoost算法的訓練過程52-53
• 4.3.2 級聯(lián)分類器的使用53-54
• 4.3.3 檢測流程的實現(xiàn)54-55
• 4.3.4 實驗結果與分析55-63
• 4.4 基于統(tǒng)計模式識別方法的特點63
• 4.5 本章小結63-64
• 結論與展望64-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-71

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1 陶偉;;更換耐張直帽型絕緣子閉式卡具的改進[J];廣東輸電與變電技術;2006年03期

2 許勇;;絕緣子的劣化分析及檢測[J];中國科技財富;2009年04期

3 曹志全;;紅外測溫儀在750kV線路絕緣子串檢測中的應用[J];寧夏電力;2011年02期

4 高山;劉丙紅;;試探絕緣子劣化的原因與檢測方法[J];科技與企業(yè);2011年12期

5 吳海濤;;不同絕緣子應用于高壓輸電線路的技術要求[J];工業(yè)設計;2011年12期

6 仇善奎;;關于V形絕緣子串掉串故障分析的思考[J];科技風;2013年04期

7 丁一正,黃長學;500kV平武線絕緣子串分布電壓的現(xiàn)場測量[J];高電壓技術;1986年02期

8 劉長久,周在杞;用雷達法檢查劣化絕緣子的設想與研究[J];華東電力;1991年02期

9 趙君虎;;線路絕緣子串斷串原因淺析及對策[J];電力建設;1992年01期

10 渠云田，邊志華，王建平;考慮漏電導時絕緣子串的分布電壓[J];山西煤炭;1994年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃修乾;;帶電更換500kV其他線路“L”串絕緣子技術的研究[A];2008年云南電力技術論壇論文集[C];2008年

2 張建飛;;絕緣子污穢放電檢測研究[A];2009年云南電力技術論壇論文集（優(yōu)秀論文部分）[C];2009年

3 鄧連勇;;R銷絕緣子在重冰線路的應用[A];2008年抗冰保電優(yōu)秀論文集[C];2008年

4 鄧連勇;;R銷絕緣子在重冰線路的應用[A];2008年抗冰保電技術論壇論文集（一）[C];2008年

5 曹佳濱;;覆冰對絕緣子的影響及應對措施[A];第十屆絕緣材料與絕緣技術學術會議論文集[C];2008年

6 楊勇;陶云春;;探索帶電更換110～220kV耐張中相跳線串絕緣子方法[A];2010年云南電力技術論壇論文集（文摘部分）[C];2010年

7 孫偉忠;李小建;趙現(xiàn)平;徐肖偉;丁薇;;紅外檢測劣化絕緣子的仿真與試驗研究[A];2012年云南電力技術論壇論文集[C];2012年

8 趙維諺;楊益;陳品文;;高海拔緊湊型500kV線路更換絕緣子檢修用金屬卡具研制[A];2012年云南電力技術論壇論文集[C];2012年

9 吳軻;;500kV變電站絕緣子狀態(tài)檢測的實例分析[A];2009年全國輸變電設備狀態(tài)檢修技術交流研討會論文集[C];2009年

10 李建云;楊學全;;帶電更換500kV耐張四串第33片、34片絕緣子的方法[A];2008年云南電力技術論壇論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 李海成;我國首次完成750千伏帶電更換絕緣子[N];國家電網(wǎng)報;2010年

2 記者 魏東 通訊員 張勁;我率先利用機器人開展±660kV絕緣子檢測[N];科技日報;2013年

3 張國光;預防絕緣子污穢放電六措施[N];中國安全生產(chǎn)報;2005年

4 張俊英 楊麗英;絕緣子污穢放電及預防措施[N];中國電力報;2005年

5 金平 王全興;福州局成功開展帶電絕緣子串“單改雙”[N];華東電力報;2009年

6 朱林林 邵艷萍;智能絕緣子檢測機器人在哈正式“上崗”[N];東北電力報;2012年

7 閔定夫;檢閱絕緣子——可靠性上看亮點[N];中國電力報;2004年

8 記者 曹建萍;國家電網(wǎng)公司發(fā)布絕緣子技術標準[N];國家電網(wǎng)報;2008年

9 赫嘵　蘇廣明 王晨溪;帶電檢測絕緣子 機器人也能干[N];國家電網(wǎng)報;2011年

10 山東電力超高壓公司 楊新法 山東電力生技部 張方正 山東電力研究院 沈慶河;絕緣子產(chǎn)品領域的一顆耀眼新星[N];中國電力報;2004年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 方春華;絕緣子積污特性和污穢狀態(tài)監(jiān)測方法[D];武漢大學;2012年

2 張子蓬;絕緣子運行狀態(tài)診斷理論與關鍵技術研究[D];華中科技大學;2007年

3 文康珍;基于映射與雙譜的絕緣子信息提取故障診斷的理論與方法[D];華中科技大學;2010年

4 陳濤;基于非接觸式的劣化絕緣子檢測方法的研究[D];重慶大學;2006年

5 陳剛;覆冰在絕緣子上的形成機理及其防范措施[D];沈陽工業(yè)大學;2011年

6 胡建林;低氣壓下覆冰絕緣子（長）串閃絡特性及直流放電模型研究[D];重慶大學;2009年

7 舒立春;復雜環(huán)境中絕緣子交流閃絡特性及校正方法研究[D];重慶大學;2002年

8 楊慶;覆冰絕緣子沿面電場特性和放電模型研究[D];重慶大學;2006年

9 董冰冰;霧對短空氣間隙與絕緣子交流放電特性影響研究[D];重慶大學;2014年

10 趙玉順;絕緣子超疏水涂層制備方法與防冰性能研究[D];重慶大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 石瓊;智能型絕緣子分布電壓檢測研究[D];上海交通大學;2008年

2 羅蜀彩;高速列車車頂絕緣子污穢狀態(tài)及沿面起弧時溫度場分析研究[D];西南交通大學;2015年

3 安寧;多尺度的絕緣子圖像跟蹤技術研究[D];電子科技大學;2015年

4 劉胤欣;基于機器視覺的無人值守變電所絕緣子故障檢測系統(tǒng)研究[D];石家莊鐵道大學;2015年

5 魏建祥;高海拔風雪天氣對輸電線路和絕緣子的機電特性影響[D];華北電力大學;2015年

6 劉麗沙;基于LSSVM的輻射計測量絕緣子污穢的檢測模型研究[D];華北電力大學;2015年

7 李沛然;高海拔冰雪條件下輸電線路絕緣子選型研究[D];華北電力大學;2015年

8 龐廣陸;鐘罩型絕緣子積污仿真模擬研究[D];華北電力大學;2015年

9 李鑫;污穢成分對絕緣子交流閃絡特性的影響研究[D];重慶大學;2015年

10 李星;RTV涂層損傷對絕緣子交流污閃特性的影響研究[D];重慶大學;2015年

  本文關鍵詞：基于計算機視覺的電氣化鐵路絕緣子識別技術的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：389943