基于光電測量的車輪踏面缺陷檢測.pdf

1、列車輪對踏面技術狀態(tài)好壞直接關系到列車的運行品質，影響列車運行安全。光電測量法由其高效率和高精度逐漸成為研究熱點。傳統(tǒng)的基于線結構光的測量方法的局限性，限制了精度和效率的進一步提高。因此，研究新的測量方法以提高測量的精度和效率具有較大的應用價值。
　　 本文研究分析傳統(tǒng)測量模型，指出其精度和速率上的局限性，提出將基于投影光柵的三維測量方法應用于踏面缺陷檢測，對踏面的全景測量。建立基于攝像機和投影儀的三維測量系統(tǒng)，提出硬件改進方案

2、和應用基于攝像機坐標系的三維測量模型。測量裝置采集7副格雷碼圖像和4副相移圖像，通過相移，解相和系統(tǒng)標定，得到相位和物體表面三維坐標系的關系，測量得到物體的表面參數(shù)，與基準形狀參數(shù)進行對比就可以實現(xiàn)缺陷檢測。本文主要工作包括：
　　 分析傳統(tǒng)的基于線結構光測量裝置的局限性，提出應用光柵投影三維測量方法，進行三維全景測量。分析傳統(tǒng)光柵投影三維測量的模型，指出其存在著三個嚴格的平行相交約束，應用基于攝像機坐標系的改進模型，解放平行相

3、交約束，并推導出光柵相位與三維坐標的關系。
　　 對系統(tǒng)硬件提出優(yōu)化設計方案，基于USB協(xié)議控制芯片68013，開發(fā)高速數(shù)據采集系統(tǒng)，實現(xiàn)了對采集系統(tǒng)的硬件和軟件設計，并在不同工作模式下進行速率測試實驗，對軟件進行優(yōu)化設計，最大限度提高傳輸性能。
　　 提出梯形矯正算法實現(xiàn)條紋梯形畸變的矯正，提出基于明暗圖像和條紋圖像的閾值分割法進行圖像分割，提出對明暗圖像和條紋圖像進行圖像代數(shù)運算，濾除無效點，減少運算時間。