基于線結(jié)構(gòu)光的輪對(duì)踏面幾何參數(shù)測(cè)量技術(shù)的研究.pdf

1、輪對(duì)作為列車行走關(guān)鍵部件，對(duì)列車安全運(yùn)行至關(guān)重要。輪對(duì)工作環(huán)境惡劣，承載列車動(dòng)靜載荷，與鋼軌、車閘產(chǎn)生摩擦，同時(shí)頻繁遭受雨水、油污甚至化學(xué)制劑的腐蝕。列車運(yùn)行一段時(shí)間后，輪對(duì)不可避免地產(chǎn)生磨損和缺陷，因此需要檢測(cè)相關(guān)幾何參數(shù)以確保運(yùn)行安全。我國(guó)目前普遍采用人工測(cè)量的方式，對(duì)檢修人員技術(shù)要求較高，測(cè)量效率較低。因此研究輪對(duì)幾何參數(shù)自動(dòng)測(cè)量方法具有重要意義。線結(jié)構(gòu)光非接觸測(cè)量方法因其測(cè)量精度高、速度快，具有廣泛的應(yīng)用。本文以圖像處理理論為基

2、礎(chǔ)，基于線結(jié)構(gòu)光法對(duì)輪對(duì)幾何參數(shù)自動(dòng)測(cè)量算法進(jìn)行研究，主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　首先，本論文對(duì)比當(dāng)前測(cè)量方法，針對(duì)在實(shí)際測(cè)量過程中難以保證激光平面通過軸線這一問題，提出了基于垂徑定理的弦輔助定位方案，該方案將線結(jié)構(gòu)光非接觸測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)靜態(tài)測(cè)量在基點(diǎn)定位方面進(jìn)行有效融合，充分利用兩者優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了一個(gè)能初步滿足要求的裝置，實(shí)現(xiàn)了滾動(dòng)圓直徑、輪緣厚度、輪緣高度等關(guān)鍵參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量。
　　其次，研究了自動(dòng)測(cè)量算法過程中關(guān)鍵的圖像

3、處理技術(shù)，通過對(duì)各種閾值分割算法的分析與實(shí)驗(yàn)，合理選擇最優(yōu)算法，實(shí)現(xiàn)了閾值的自動(dòng)求取。同時(shí)對(duì)骨架提取算法做了一定優(yōu)化，針對(duì)Zhang細(xì)化算法中符合刪除條件像素點(diǎn)八鄰域情況分類，制作了查找表，提高了骨架提取效率。
　　然后，討論了最小二乘法的局限性，為增強(qiáng)測(cè)量算法的魯棒性，采用了RANSAC算法擬合輪對(duì)內(nèi)側(cè)面直線方程，并通過設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)與評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)擬合結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)論表明RANSAC算法在本論文實(shí)驗(yàn)條件下具有較強(qiáng)的魯棒性，優(yōu)于最