铁路货车.货物装载端部窜出检测的研究.pdf

铁道科学研究院硕士学位论文铁路货车货物装载端部窜出检测的研究姓名:谢锦妹申请学位级别:硕士专业:道路与铁道工程指导教师:冯毅杰 20070601 铁道科学研究院学位论文原创性声明本人郑重声明: 所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体, 均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名:,铁路安全运输对货运列车装载检测的要求也越来越高, 而我国铁路目前投入使用的货运列车装载检测装备尚不适应新形势条件下运输安全监控的需要,尤其是直接影响行车安全的货车装载限界检测有待于深化研究,本论文主要针对货车装载限界检测中货物端部窜出这一问题进行研究。 ,以货车装载限界检测为重点,介绍了目前我国应用于铁路运输现场的两种铁路货车装载限界检测装置,即武测方案和铁科方案,并分析了两种方案采用的技术路线和各自的优缺点。 ,介绍并分析了既有武大方案实现端部窜出检测识别的技术方案和优缺点,基于实现铁路货车货物装载纵向超限检测,确定了本研究论文的选题——铁路货车货物装载端部窜出检测的研究。在此基础上,结合目前投入使用的超限检测系统的技术和装置,以铁科方案“安全门”为基础,提出并简单介绍了用于实现货物列车端部窜出检测目的的技术方案和研究思路。 “安全门”的二维激光扫描检测数据,不用添加其它硬件设备,进行端部窜出的检测和识别的方法和过程。该方案首先利用某一车钩部位相邻车辆车型的识别结果,确定是否需要进行该部位是否存在端部窜出的检测和识别。再对每一帧数据按照Y值进行分类,通过对各类成员的x值进行判断,确定是否存在端部窜出,同时要排除车辆端部制动盘的干扰。最后, 根据扫描检测出的各帧数据分布特性、检测数据成员分类和车辆运行速度,即可确定端部窜出的具体三维空间外轮廓尺寸。本方案仅需在既有铁科方案“安全门”的检测过程中增加对现有检测数据的分析判断,只增加一个端部窜出的识别分析判断软件模块,不用添加其它硬件设备,即可得到是否存在端部窜出,并计算得到出端部窜出三维轮廓的检测结果。 ,并以几个有代表性的车辆连接处图像的处理为例, 经过二值化分割,灰度保存、中值滤波、轮廓提取、加强垂直边缘、阈值面积消去,最后进行车钩处车厢边缘的识别及端部窜出的判定,并结合激光检测结果来提高端部窜出长度的判断精度。利用图像识别来判别断端部窜出,会有很多因素影响其判别结果。如现场的气候、光线变化会影响图片的质量,图像处理方法本身会给车辆边缘的检测带来一定误差。 ,结合试验研究过程,对两种检测方法的优缺点作了对比分析: 在既有铁路“安全门”检测装备的基础上,不增加新的硬件设备,只需在检测软件中对现有激光=维扫描的检测数据进行分析判断,可以识别端部窜出是否存在,并可较为准确地检测出端部窜出的三维坐标。列车运行速度越慢,检测采样越密;列车速度越快,检测间隔就越稀。为了减小由于采样间隔带来的误差,采用了传感器错开布置的方式,相当于加密了采样间隔。上述误差基本上只存在于端部窜出长度方向尺寸的检测上。利用图像识别技术检测端部窜出,可以采用一个摄像机,判断是否存在端部窜出的现象。并可以利用二维激光判断端部窜出的结果数据以及图像处理的判别结果,来计算端部窜出的长度。采用图像技术识别端部窜出,受气候、光线等的干扰因素很多,在一些比较恶劣的气候或光线条件下可能无法准确识别是否存在端部窜出或识别的准确率受到影响。图像处理方法本身会给车辆边缘的检测带来一定误差。本论文设计的检测系统采用了两种检测手段相结合的方法,即在安装有铁路“安全门”处,增加一个摄像机,可以验证激光检测的结果,并提高检测精度;同时也为不同车站间,明确货物装载状态的变动,区分各自的责任提供了很有力的佐证手段。并保证现场较好的照明条件。以减少光线对图像识别结果的影响。主要研究结论 ,提出了货物列 2 车端部窜出检测研究的必要性,同时分析了货物列车端部窜出检测的研究现状,并研究了在铁建所现有铁路“安全门”基础上实现货物列车端部窜出检测功能的可行性。 “安全门”采用激光二维扫描技术获得的检测数