軌道平整度檢測系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，我國鐵路交通快速發(fā)展，無論是城市軌道交通還是高速鐵路，都呈現(xiàn)出迅猛增長的勢頭。如何在線對軌道進(jìn)行高效準(zhǔn)確的無損檢測就顯得越來越重要。傳統(tǒng)的檢測方法檢測精度不高，而近年來計算機(jī)視覺技術(shù)的快速發(fā)展，已經(jīng)在多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，在軌道檢測方面也有一定研究和應(yīng)用的出現(xiàn)。但是也存在某些不足：在光源的選擇方面，激光相比普通光源優(yōu)點更多，如何有效配置；在圖像采集階段，如何在激光光源下完成相機(jī)的標(biāo)定以及精確控制相機(jī)的掃描；在圖像處理階段

2、，針對軌道表面圖像的灰度特點，邊緣檢測的效果有待提高。
　　針對以上問題，本文依據(jù)計算機(jī)視覺理論基礎(chǔ)，使用激光光源和高速線陣CCD攝像機(jī)，設(shè)計搭建軌道平整度檢測系統(tǒng)，主要包括搭載圖像采集系統(tǒng)硬件平臺和圖像處理與分析軟件系統(tǒng)。本文的主要研究內(nèi)容有三點：
　　(1)設(shè)計研究針對軌道表面圖像的采集方案，圖像采集系統(tǒng)的硬件平臺及其運動方案，設(shè)計PLC和上位機(jī)控制程序，以實現(xiàn)高速高清軌道圖像的實時采集。
　　(2)完成攝像機(jī)的標(biāo)

3、定，實現(xiàn)圖像在四種坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)換，使用棋盤參照物標(biāo)定板來完成雙目攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定。
　　(3)設(shè)計研究軌道平整度圖像處理算法，主要包括使用直方圖均衡化來增強(qiáng)動態(tài)范圍，中值濾波法去除軌道圖像的高斯噪聲，提出并實現(xiàn)一種基于改進(jìn)蟻群算法的邊緣檢測方法來實現(xiàn)圖像分割，再根據(jù)邊緣圖像的特征信息進(jìn)行圖像匹配，利用三角測量原理完成三維重建，提取平整度深度信息，完成平整度檢測。
　　本論文在實驗室中模擬大型軌道檢測車工作時的實際情況，驗