PMP在鋼軌表面缺陷在線測量中的應用研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，無損檢測技術特別是光學三維測量技術受到了廣泛的關注和研究。相位測量輪廓術（PMP，Phase Measurement Profilometry）作為光學三維輪廓測量檢測的一種，因其具有非接觸性、無損傷、高精度等優(yōu)點，被越來越廣泛的應用于各種工業(yè)檢測、醫(yī)學診斷、實物仿形等領域。鐵路運輸作為國家交通運輸中很重要的一個環(huán)節(jié)，承載了大部分的客運和貨運任務，因此鐵路安全檢測受到了廣泛的關注。隨著鐵路向著的高速、重載、高密度運行方向

2、的發(fā)展，鋼軌作為列車運行的重要部分，其安全檢測不容忽視。本文調研了國內外鋼軌磨耗以及鋼軌表面缺陷檢測的研究現(xiàn)狀，同時分析了現(xiàn)有的一些光學三維測量技術，最后選擇采用相位測量輪廓術進行鋼軌表面缺陷的在線檢測。
　　本課題主要的研究工作放在相位測量輪廓術中相移算法的研究以及亞像素匹配的研究上。通過對比和分析現(xiàn)有相移算法，選擇傳統(tǒng)Stoilov相移算法作為研究對象。針對該相移算法存在的不足，開發(fā)了一種基于概率和統(tǒng)計的改進算法。改進后的St

3、oilov算法能有效的去除傳統(tǒng)算法中的四種奇異點，保證了相位測量輪廓術的精度。
　　像素匹配是在線相位測量輪廓術中至關重要的一部分。通過調研和總結，本文選擇將SIFT算法應用到像素匹配中，并結合實際應用，得到一種基于SIFT和圖像灰度匹配的亞像素匹配算法。該算法能夠實現(xiàn)亞像素級匹配，并且不需要在傳送帶上粘貼特殊標記，也不受被測物體形狀和大小的限制，很好的保障了在線相位測量輪廓術的精度。
　　通過實驗驗證和誤差分析，采用改進的