基于機(jī)器視覺的機(jī)車車輪狀態(tài)在線檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、機(jī)車的輪對工作狀態(tài)對機(jī)車安全行駛異常重要，但目前檢測方法主要是人工檢測，效率低、勞動強(qiáng)度高，因此，機(jī)車輪對工作狀態(tài)檢測的自動化與智能化處理顯得尤其關(guān)鍵。本文主要針對機(jī)車的車輪踏面損傷和外徑測量技術(shù)進(jìn)行深入研究，采用圖像處理和光電測量技術(shù)，研發(fā)基于機(jī)器視覺的機(jī)車車輪踏面損傷檢測及其外徑測量系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)車輪踏面損傷自動檢測及外徑動態(tài)測量。
　　論文主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　1）針對車輪踏面損傷區(qū)域檢測，首先，利用自適應(yīng)閾

2、值分割技術(shù)和邊緣檢測，初步確定損傷的大致區(qū)域；然后，利用踏面圖像的損傷紋理特征，基于灰度共生矩陣計(jì)算，選取方差、對比度、逆差矩、相關(guān)性4個(gè)紋理特征量，采用K-Means聚類算法，依據(jù)相似性度量準(zhǔn)則，結(jié)合聚類區(qū)域的輪廓信息，確定損傷區(qū)域，計(jì)算出損傷面積；根據(jù)系統(tǒng)研發(fā)要求以及損傷面積為主要判斷指標(biāo)，最終做出損傷等級判定。
　　2）針對車輪外徑測量，利用圓與弦之間的關(guān)系確定直徑計(jì)算方法。首先，將2條平行的紅外激光線打在車輪的外側(cè)面，獲取

3、帶有2條弦的車輪圖像；然后，根據(jù)激光線端點(diǎn)區(qū)域灰度值的梯度變化，采用局部的自適應(yīng)閾值，提取出車輪上的2條激光線。同時(shí)，根據(jù)激光線的連通性，檢測出激光線的端點(diǎn)，即得到2條弦。最后，利用2條弦的4個(gè)端點(diǎn)，計(jì)算出車輪外徑。
　　3）研發(fā)了基于機(jī)器視覺的機(jī)車車輪踏面損傷檢測及其外徑測量系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)技術(shù)性能，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件和軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)車輪對動態(tài)采集、車輪踏面自動提取、踏面損傷在線檢測、損傷級別智能判定、車輪踏面圖像拼接、在線數(shù)據(jù)