軌道磨耗非接觸檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、鐵路是國民經(jīng)濟的大動脈，是最重要的交通方式之一，承擔(dān)了主要的交通運輸任務(wù)。我國經(jīng)濟的快速發(fā)展促使鐵路運輸向高速、高密度和重載方向發(fā)展。隨著列車的數(shù)次提速和行車密度的增加，軌道磨損日益嚴(yán)重，如何更快速、更有效的檢測軌道磨耗量是軌道檢測面臨的主要問題之一。國內(nèi)目前主要依賴于人工手工檢測，效率低，精度不高。計算機視覺檢測技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、效率高、精度好、可自動化等優(yōu)點，基于計算機視覺的軌道檢測成為近年來軌道檢測的熱門研究領(lǐng)域之一。本文采用計算

2、機視覺技術(shù)，研究設(shè)計了一套使用簡單、便攜的軌道磨耗檢測系統(tǒng)。
　　本文通過對多種標(biāo)定技術(shù)進行分析比較，選用Zhang式標(biāo)定法，針對軌道磨耗檢測環(huán)境的特點設(shè)計了標(biāo)定方案，實現(xiàn)相機標(biāo)定。設(shè)計了軌道輪廓處理算法流程，針對其中匹配環(huán)節(jié)，提出結(jié)合特征點匹配和ICP算法的匹配方法，分為粗匹配和精匹配實現(xiàn)鋼軌和道岔更準(zhǔn)確的匹配。
　　本文首先介紹了當(dāng)前軌道磨耗檢測的方法和現(xiàn)狀，提出了基于計算機視覺的非接觸軌道磨耗檢測方案。根據(jù)檢測原理確定

3、了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，完成硬件參數(shù)的計算和選型。通過研究分析相機標(biāo)定方法，設(shè)計了標(biāo)定方案，并通過實驗驗證了方案的可行性。針對選定的硬件，設(shè)計了軌道輪廓處理算法流程，包括:去噪、目標(biāo)區(qū)域提取、顏色分割、Steger中心線提取、輪廓還原和輪廓匹配。在VS2013平臺下，結(jié)合OpenCV開發(fā)了軌道磨耗檢測系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)圖像采集、數(shù)據(jù)處理、磨耗值查看和生成檢測報告等功能。最后，在實驗室環(huán)境下使用軌道磨耗檢測系統(tǒng)進行測試實驗，實驗表明本文系統(tǒng)能準(zhǔn)