摘要
随着我国经济高速发展，轨道交通也进行了多次提速，成为了人们十分重要的出行方式，与此同时城轨列车运行安全问题愈发受到重视。受电弓作为了城轨列车重要的供能部件，其状态极大地影响了列车的安全运营，保障弓网的安全是十分必要的。本文基于目前已投入使用的检测方案，提出三种城轨列车受电弓检测系统设计方案，主要内容如下： （1）针对基于面阵相机的受电弓滑板磨耗检测系统，基于常规小波阈值去噪算法，改进了一种自适应阈值的小波去噪函数，提高了图像去噪的性能，改善了传统的去噪方法可能会造成的图像变得模糊、损失图像边缘和细节特征信息的缺点；对于滑板厚度检测中的重要步骤即滑板的边缘提取，基于传统的Canny边缘检测方法提出了一种改进的Canny边缘检测，完成受电弓图像的像素级边缘检测；改进了传统Zernike矩亚像素边缘提取算法，有效减少了伪边缘，修复了断裂边缘，并提高了检测精度；利用在广州地铁13号线的现场数据验证了改进算法的稳定性和精度。 （2）针对基于激光测距的受电弓滑板磨耗检测系统，结合实际环境选择了适用的传感器型号并完成了传感器光路设计，根据光路设计完成实验室环境搭建；设计了受电弓滑板磨耗检测算法，包括坐标变换与传感器数据融合，分析了误差的来源；采集实验数据，根据检测算法对传感器采集的原始数据做处理分析，验证本检测方案具有可行性。 （3）针对基于多线激光与图像处理的受电弓滑板磨耗检测系统，结合实际环境完成了系统硬件的选型与安装设计，以此为依据搭建了实验平台，采集实验数据，即一组包含了受电弓表面信息的光条图像；提出了对于实验数据的一整套处理流程，并利用改进的形态学边缘提取算子提取受电弓边缘；使用霍夫变换确定受电弓下边缘位置，完成滑板厚度计算，与实际滑板厚度对比，验证算法可行性。
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