随着城轨交通的快速发展,对城轨列车的运营安全的要求越来越高。对受电弓的故障进行在线检测,避免因受电弓故障而造成的城轨列车运营事故,在保证弓网安全方面有着重要意义。本文针对受电弓常见的滑板磨耗、中心线偏移和羊角缺失三类故障,在总结国内外研究成果的基础上,研究设计了一种基于图像处理的受电弓故障在线检测系统,本文的主要工作内容如下:(1)对受电弓故障在线检测系统进行总体设计,在需求分析的基础上,对系统总体架构进行设计,确定系统的工作流程,并分析系统各组成模块。(2)对受电弓滑板磨耗检测算法进行研究。针对现场背景复杂的采集图像,基于行投影变换原理对滑板定位;考虑现场光照条件导致的图像曝光不一致问题,采用自适应Canny边缘检测算法检测滑板像素级边缘;通过分析滑板边缘特征,采用基于三次多项式拟合的亚像素边缘检测算法检测滑板亚像素边缘。(3)对受电弓中心线偏移和羊角缺失检测算法进行研究。针对中心线偏移故障,对图像特征进行分析,基于霍夫变换检测接触网边缘和基于模板匹配检测滑板特征点及羊角特征点,根据现场受电弓模型计算中心线偏移值;针对羊角缺失故障,鉴于其属于二分类问题,采用基于HOG和SVM的羊角缺失检测算法对羊角是否缺失进行判断。(4)根据系统设计,在广州13号线官湖站对系统进行现场安装调试,对受电弓滑板磨耗检测、中心线偏移检测和羊角缺失检测算法进行现场数据检验,试验结果证明算法性能满足系统要求。