鐵軌表面缺陷機器視覺檢測成像方法與裝置研究.pdf

1、鐵軌表面缺陷已成為引起鐵路交通事故的主要原因，及時對鐵軌表面缺陷進行維護可以有效減少鐵路交通事故發(fā)生。隨著機器視覺技術快速發(fā)展，采用機器視覺技術對鐵軌表面缺陷進行檢測變得越來越容易，而現有的鐵軌表面缺陷機器視覺檢測成像方法和裝置存在很大的局限性?；谝陨媳尘埃疚慕Y合工程實際，對鐵軌表面缺陷機器視覺檢測成像方法與裝置進行了研究，并測試了兩種不同成像裝置的成像效果。本文研究的主要內容如下:
　　 (1)綜述了國內外現有的鐵軌表面缺

2、陷檢測技術方法，針對這些方法存在的局限性，提出了基于線掃描成像的鐵軌表面缺陷檢測的方法，并詳細說明了線掃描成像的優(yōu)勢及工作原理。
　　 (2)通過設計實驗室仿真成像系統(tǒng)來分析線掃描成像裝置各模塊的選型準則及工作原理。在不同成像條件下，利用該仿真系統(tǒng)對人為制造表面缺陷的鐵軌進行圖像采集并分析成像效果，以此測試系統(tǒng)各模塊選擇及參數配置的合理性。
　　 (3)由于室內鐵軌人為制造的表面缺陷與實際在線鐵軌表面缺陷存在較大差距，因

3、此為了進一步測試機器視覺檢測技術對真實在線鐵軌表面各種缺陷成像效果，研發(fā)室外手推車成像系統(tǒng)，并詳細設計了進行圖像采集的軟件，使用該成像系統(tǒng)測試真實在線鐵軌成像情況。
　　 (4)外界環(huán)境的變化以及鐵軌表面對光的反射效果不同會引起成像亮度不均，從而增大了缺陷識別的難度。本文提出以信息熵作為圖像質量的評價標準，使用模糊PI控制器對相機曝光積分時間進行自適應控制算法，使采集的所有圖像亮度在一個恒定范圍，這樣有利于后續(xù)的缺陷識別。