基于接觸網(wǎng)三維成像的故障識(shí)別.pdf

1、接觸網(wǎng)和牽引變電所構(gòu)成了電氣化鐵道供電系統(tǒng)。接觸網(wǎng)工作在鐵路沿線(xiàn)惡劣、復(fù)雜環(huán)境中，導(dǎo)致其故障頻發(fā)，針對(duì)接觸網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)的檢測(cè)就顯得至關(guān)重要。接觸網(wǎng)的檢測(cè)方式主要包括接觸式檢測(cè)和非接觸式，其中接觸式檢測(cè)方法通過(guò)加裝傳感器來(lái)獲得弓網(wǎng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù);非接觸式檢測(cè)方法通過(guò)激光、超聲波、雷達(dá)等裝置獲取接觸網(wǎng)弓網(wǎng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并利用獲取的參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析來(lái)評(píng)估弓網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。傳統(tǒng)的接觸式檢測(cè)耗時(shí)長(zhǎng)、效率低，不符合現(xiàn)代鐵路發(fā)展的需求。本文通過(guò)計(jì)算機(jī)三維建模的

2、方式重構(gòu)了實(shí)際接觸網(wǎng)的整體三維模型，并提取其中的缺損絕緣子，對(duì)其進(jìn)行非接觸式檢測(cè)。
　　本文利用鐵軌上架設(shè)的景深相機(jī)對(duì)實(shí)際接觸網(wǎng)表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)采樣，獲得多幀接觸網(wǎng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。在獲得多幀接觸網(wǎng)點(diǎn)云中，選取適用的初始點(diǎn)云進(jìn)行預(yù)處理;結(jié)合接觸網(wǎng)點(diǎn)云的特點(diǎn)，通過(guò)歸一化對(duì)齊徑向特征(Normal AlignedRadial Feature，NARF)算法進(jìn)行邊緣提取和關(guān)鍵點(diǎn)提取并提取關(guān)鍵點(diǎn)的FPFH特征;利用采樣一致性初始配準(zhǔn)算法(Sa

3、mple Consensus Initial Alignment，SAC-IA)將誤匹配點(diǎn)剔除，利用最近迭代點(diǎn)算法(Iterative Closest Point，ICP)進(jìn)行點(diǎn)云配準(zhǔn)，并進(jìn)行泊松曲面紋理重建，最終獲得接觸網(wǎng)三維模型;并將接觸網(wǎng)重建三維模型與接觸網(wǎng)三維設(shè)計(jì)圖進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)比，來(lái)驗(yàn)證重建接觸網(wǎng)模型的精度。在故障檢測(cè)方面，通過(guò)點(diǎn)云分割手段提取重建接觸網(wǎng)中的缺損絕緣子，利用絕緣子表面法線(xiàn)信息對(duì)其進(jìn)行故障檢測(cè)，并將故障量化顯