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《石家庄铁道大学》 2019年
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嵌入AR功能的轨道交通设备IETM关键技术研究

杨萌  
【摘要】:目前,我国高速铁路、地铁等轨道交通正处于飞速发展时期,相关设备的维修保障以及管理工作对于轨道交通的正常运营具有重要意义。本文根据轨道交通设备维保工作的特点,将交互式电子技术手册(Interactive Electrical Technical Manual,IETM)技术和增强现实(Augment Reality,AR)技术引入维保工作中。通过将维修数据信息化管理、虚实叠加、人机交互等功能添加至设备的日常维护、管理以及故障维修工作中,解决轨道交通设备技术含量高、结构复杂,海量维修信息管理困难,维修人员技术水平有限等难题,为轨道交通设备的维护、维修和管理提供一种全新的信息化手段,同时也为解决其他行业复杂装备维修保障问题提供一种思路。首先,在对国内外IETM研究发展动态分析基础上,对IETM构建过程中涉及的S1000D规范进行了研究和梳理,分析了利用公共源数据库和数据模块管理设备技术信息的方法。通过分析轨道交通设备维修工作特点,对嵌入AR功能的IETM软硬件系统进行了需求分析,并利用Petri网建模技术实现了维修过程的描述,利用XML技术实现了多媒体提示信息的管理。其次,针对AR系统中的维修场景与维修对象检测问题,通过对深度图像进行编码,获取其HHA图像,利用以轻量级网络MobileNet作为基底网络的SSD目标检测算法,通过数据融合的方法将RGB图像和HHA图像输入到网络中进行训练,使得网络可以同时学习彩色特征和空间信息特征,提高目标检测算法准确率。针对目标跟踪与三维注册问题,提出了一种目标跟踪与目标重复检测相结合的算法,通过对维修现场视频图像进行采样,利用目标重复检测进行卡尔曼滤波,预测目标运动轨迹;当被跟踪对象丢失时,重新初始化跟踪器,提高跟踪精度。利用点云匹配的方法,计算维修对象在摄像机坐标系中的位置与姿态,实现虚拟信息的叠加。最后,在上述理论研究的基础上,以轨道交通信号设备ZD6型转辙机为例,实现了一种嵌入AR功能的IETM原型系统,并将其应用于转辙机表示电路故障维修实例中。通过设定AR系统评价指标对上述系统进行评价,证实了其在设备技术资料管理、检索、表达方面的优越性。
【学位授予单位】:石家庄铁道大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:U216.4

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【参考文献】
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