基于HOG特征的跨座式单轨关键部件缺陷识别算法的设计与应用

摘要

随着我国城市规模的不断扩大，人口数量的不断增多，城市交通拥堵的现象也不断增加，城市轨道交通线路的增加和正常运营也显得日益重要。跨座式单轨作为一个成熟的城市轨道交通工具，因为有噪声小、造价低、受地形影响小等优点，所以在全国许多地形较复杂的二三线城市进行推广并建造。支持悬挂装置是刚性接触网的核心部件，由于跨座式单轨的特殊结构，轨道梁两侧各有一条刚性接触网，所以在数量上，跨座式单轨的支持悬挂装置相较于其他轨道交通工具多出一倍，更加体现出对跨座式单轨正常运行的重要性。支持悬挂装置关键部件包括支持绝缘子、绝缘子固定螺栓、支撑压板固定螺栓等，其中两类螺栓不仅是固定支持悬挂装置的必须部件，也是保证接触线垂向偏移的重要部件。所以设计一个针对跨座式单轨两类螺栓的缺陷识别算法是有必要且具有实际意义的。 本文首先提出关键帧的概念，根据图片大小确定关键帧判定范围，使图片中绝缘子尽可能位于中间，使整个支持装置位于最佳位置便于观察和缺陷识别。通过保存关键帧图像，工作人员可以仅观察有绝缘子和其他部件的关键帧图像，过滤了许多无用图像，提高了工作效率。分析了 HOG 特征与支持向量机的方法在绝缘子定位、异常状态识别及其相关领域的成功应用，运用该方法对跨座式单轨支持绝缘子进行定位。定位支持绝缘子之后所得到的目标矩形框若位于设置好的关键帧判定区域内，则认为该图片为关键帧，并基于坐标判定与特征检测的方法对两类螺栓进行缺陷识别，记录缺陷类型并保存缺陷图片。最后，基于跨座式单轨关键部件缺陷识别算法开发了相关软件，在重庆跨座式单轨实际线路中成功进行了测试与应用。

目录

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赵思雨 2018.5.11 论文

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