基于均值漂移和粒子滤波算法的接触网几何参数检测方法研究.pdfVIP

第 37卷第 11期 铁 道 学 报 V01．37 No．1l 2015年 11月 J0URNAL 0FTHECHINA RAILWAY S0CIETY November 2015 文章编号 ：1001—8360(2015)11-0030—07 基于均值漂移和粒子滤波算法的接触网 几何参数检测方法研究 刘文强， 刘志刚， 耿 肖， 韩志伟 (西南交通大学 电气工程学院，四J 成都 610031) 摘 要：随着高速铁路 6C检测监测系统技术规范的提出，基于视觉技术的非接触式接触 网检测方法越来越受到 业内研究人员的重视。为提高接触线上激光斑点跟踪定位的实时性以及测量值的准确性，提出了一种基于均值 漂移和粒子滤波算法 的接触 网几何参数检测的新方法。首先，基于灰度颜色直方 图特征分布和接触 网 “之”字形 架构建立光斑 目标模型；其次，利用聚类方法对粒子进行聚类 ，以聚类中心为起点运用均值漂移算法进行迭代计 算，对迭代计算的结果利用粒子滤波算法得到光斑 目标的图像坐标；然后 ，将激光斑点在图像坐标系下的坐标进 行空间变换，得出接触线的几何参数导高和拉出值在世界坐标系下的测量值。最后 ，结合检测车在某供电段测试 区的实际运行数据 ，验证 了该方法 的实时性和准确性 。 关键字 ：均值漂移 ；粒子滤波 ；接触 网；导高 ；拉 出值 ；检测 中图分类号 ：U226．8 文献标志码 ：A doi：10．3969／J．issn．1001-8360．2015．11．005 ResearchonDetectionM ethodforGeometricalParametersof CatenarySystem BasedonM eanShiftandParticleFilterAlgorithm LIU W en—qiang， LIU Zhi—gang， GENG Xiao， HAN Zhi—wei (SchoolofElectricEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China) Abstract：W ith thepublishing of6C technology specificationforhigh—speedraildetectionmonitoring system， thenon—contactdetectionmethodsbasedonvisualtechnologiesforcatenarysystem havereceivedattentionfrom researchersintheindustry．Toimprovethereal—timeperformanceoftrackingandpositioningoflaserspoton thecontactlineandtheaccuracyofthemeasuredvalues，anew detectionmethodforgeometricalparametersof catenarysystem basedonthemeanshiftandparticlefilteralgorithm wasproposed．Firstly，themodeloflaser spottargetwasestablishedaccordingtothefeaturedistributionofgraycolorhistogram and “Zigzag”structure ofthecatenarysystem．Secondly，theparticleswereclusteredusingtheclusteringmethodwhileiterativecalcu— lationwasconductedunderthemeanshiftalgorithm withclustercenterasastartingpoi