軌道磨耗非接觸檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、鐵路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，是最重要的交通方式之一，承擔(dān)了主要的交通運(yùn)輸任務(wù)。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促使鐵路運(yùn)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(cè)軌道磨耗量是軌道檢測(cè)面臨的主要問題之一。國(guó)內(nèi)目前主要依賴于人工手工檢測(cè)，效率低，精度不高。計(jì)算機(jī)視覺檢測(cè)技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、精度好、可自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，基于計(jì)算機(jī)視覺的軌道檢測(cè)成為近年來軌道檢測(cè)的熱門研究領(lǐng)域之一。本文采用計(jì)算

2、機(jī)視覺技術(shù)，研究設(shè)計(jì)了一套使用簡(jiǎn)單、便攜的軌道磨耗檢測(cè)系統(tǒng)。
　　本文通過對(duì)多種標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行分析比較，選用Zhang式標(biāo)定法，針對(duì)軌道磨耗檢測(cè)環(huán)境的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了標(biāo)定方案，實(shí)現(xiàn)相機(jī)標(biāo)定。設(shè)計(jì)了軌道輪廓處理算法流程，針對(duì)其中匹配環(huán)節(jié)，提出結(jié)合特征點(diǎn)匹配和ICP算法的匹配方法，分為粗匹配和精匹配實(shí)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(cè)的方法和現(xiàn)狀，提出了基于計(jì)算機(jī)視覺的非接觸軌道磨耗檢測(cè)方案。根據(jù)檢測(cè)原理確定

3、了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，完成硬件參數(shù)的計(jì)算和選型。通過研究分析相機(jī)標(biāo)定方法，設(shè)計(jì)了標(biāo)定方案，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方案的可行性。針對(duì)選定的硬件，設(shè)計(jì)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(tái)下，結(jié)合OpenCV開發(fā)了軌道磨耗檢測(cè)系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)圖像采集、數(shù)據(jù)處理、磨耗值查看和生成檢測(cè)報(bào)告等功能。最后，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下使用軌道磨耗檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明本文系統(tǒng)能準(zhǔn)