高鐵軌道表面缺陷的機(jī)器視覺檢測算法研究.pdf

1、隨著高速鐵路不斷建設(shè)，重載列車和城市地鐵、輕軌運營的增加，對鐵路軌道安全性、可靠性的要求日漸提高。傳統(tǒng)的人工巡檢方式已不能滿足現(xiàn)在的需求，應(yīng)用機(jī)器視覺技術(shù)的高鐵軌道表面缺陷檢測是鐵路軌道維護(hù)的發(fā)展趨勢。本文研究了高鐵軌道表面缺陷的機(jī)器視覺檢測算法，能夠快速、準(zhǔn)確地檢測高鐵軌道表面缺陷。
　　本文首先介紹了論文的研究背景和意義，簡述了高鐵軌道表面缺陷檢測的必要性，分析了國內(nèi)外高鐵軌道表面缺陷檢測的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。
　　接著，研

2、究了常用的機(jī)器視覺系統(tǒng)。分析了機(jī)器視覺檢測平臺設(shè)計要求及性能指標(biāo)，設(shè)計了高鐵軌道表面缺陷機(jī)器視覺檢測平臺方案。介紹了照明方案、光源、相機(jī)、鏡頭、存儲方案等設(shè)備的性能及需求，確定了相關(guān)設(shè)備選型。通過實驗驗證了視覺檢測平臺能有效采集到符合要求的圖像。
　　然后，設(shè)計了高鐵軌道表面缺陷快速檢測算法。介紹了高鐵軌道表面缺陷快速檢測算法的總體流程及高鐵軌道表面區(qū)域提取、圖像預(yù)處理、缺陷區(qū)域定位、基于經(jīng)驗閾值和閾值區(qū)間的最大類間方差法缺陷檢測

3、等步驟。提出了豎直投影法提取高鐵軌道表面區(qū)域，提出了基于經(jīng)驗閾值和閾值區(qū)間的最大類間方差法。通過實驗驗證了本文算法能更加靈活適用于不同圖像質(zhì)量的檢測情況，有著效率高、實時性好的優(yōu)點，能滿足檢測系統(tǒng)的要求。
　　接著設(shè)計了高鐵軌道表面圖像冗余信息的模糊匹配算法。介紹了高鐵軌道表面圖像冗余信息的來源及去除冗余信息的必要性。該算法首先通過缺陷的外接矩形得到缺陷的位置信息；然后通過感知哈希算法，得到高鐵軌道表面缺陷的形態(tài)信息；最后計算缺陷