Разработка локомотивной системы технического зрения

• Автор: Иванов, Юрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АВТОВЕДЕНИЕ
1.1 Обзор локомотивных систем технического зрения
1.2 Контроль световой сигнализации
1.3 Поиск препятствий на пути следования локомотива
1.4 Рассмотрение структуры локомотивной системы технического зрения.
1.5 Выводы
ГЛАВА 2. КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ ВИДЕОИЗОБРАЖЕНИЯ И ЦКМ
2.1 Оценка координат объектов интереса
2.2 Построение плоскости ректификации с использованием методов цифровой обработки изображения
2.3 Методика комплексирования видеоизображения и ЦКМ
2.4 Выводы
ГЛАВА 3. ОБНАРУЖЕНИЕ И РАСПОЗНАВАНИЕ СВЕТОВОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ
3.1 Алгоритм грубого обнаружения координат светофора относительно текущего положения локомотива
3.2 Анализ графических систем для распознавания сигнала светофора
3.3 Алгоритм распознавания световой сигнализации на принимаемой видеопоследовательности
3.4 Выводы

ГЛАВА 4. ОБНАРУЖЕНИЕ ПРЕПЯТСТВИЙ НА ПУТИ СЛЕДОВАНИЯ ЛОКОМОТИВА
4.1 Автоматическая система предотвращения столкновений (АСПС)
4.2 Алгоритм выделения посторонних объектов на пути следования локомотива
4.3 Классификация объекта
4.4 Выводы
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1 Математическое моделирование процессов обнаружения посторонних объектов на рельсах
5.2 Исследования устойчивости алгоритма определения объекта на рельсах
5.3 Оценка результатов исследований
5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение
Для поддержания высоких параметров экономической эффективности в развитых странах постоянно ведётся поиск новых технических решений, так как уровень развития экономики напрямую связан с ее технологическим развитием. Развитие железных дорог, как основного транспортного оператора страны, напрямую влияет на развитие экономики всей страны в целом, и является стратегической отраслью, в которой необходимо использовать самые современные технологические решения. Для обеспечения лидирующих позиций на рынке транспортных услуг многие компании стремятся к созданию условий безопасного и эффективного функционирования железнодорожного транспорта, к формированию единого информационного пространства, что в свою очередь требует внедрения и использования принципиально новых технических решений [1, 2]. Во многих странах постоянно ведутся работы по модернизации и разработке новых комплексов обеспечения безопасности движения локомотива, включая разработку «интеллектуального поезда» со встроенной системой автоведения и самодиагностики. Разрабатываются принципиально новые системы диагностики и мониторинга объектов инфраструктуры и подвижного состава. Это приводит к повышению безопасности движения и к сокращению сбоев в железнодорожных перевозках.
В данной работе рассматривается возможность реализации функций автоматического видеоконтроля в составе аппаратуры комплексного локомотивного устройства безопасности:
1. Предложен алгоритм обнаружения и распознавания световой сигнализации, основанный на:
• оценке положения светофора относительно текущего положения локомотива;
• распознавание показаний светофора на принимаемой видеопоследовательности.

Р1(х1,у1) Р2(х1,у1)
Р2(х2,у2) Р1(х2,у2)
Рис. 2.2. Геометрическое положение касательных линий Р1 и Р
Координаты точек в единой системе координат Р1(х1,у1), Р1(х2,у2), лежащие на касательной к первой рельсе Р1, и координаты точек Р2(х1,у1), Р2(х2,у2), лежащие на касательной ко второй рельсе Р2, вычисляются во время проведения юстировки системы технического зрения на предмет определения углов наклона видеоаппаратуры относительно гиростабилизируемой платформы.
Поэтапный расчёт геометрических координат оси пути на телевизионном изображении:
•Вычисляются геометрические координаты прямых линий Р1, Р2;
•Вычисляется координата точки схода IV (пересечения линий);