PMP在鋼軌表面缺陷在線測量中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，無損檢測技術(shù)特別是光學(xué)三維測量技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注和研究。相位測量輪廓術(shù)（PMP，Phase Measurement Profilometry）作為光學(xué)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(diǎn)，被越來越廣泛的應(yīng)用于各種工業(yè)檢測、醫(yī)學(xué)診斷、實(shí)物仿形等領(lǐng)域。鐵路運(yùn)輸作為國家交通運(yùn)輸中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，承載了大部分的客運(yùn)和貨運(yùn)任務(wù)，因此鐵路安全檢測受到了廣泛的關(guān)注。隨著鐵路向著的高速、重載、高密度運(yùn)行方向

2、的發(fā)展，鋼軌作為列車運(yùn)行的重要部分，其安全檢測不容忽視。本文調(diào)研了國內(nèi)外鋼軌磨耗以及鋼軌表面缺陷檢測的研究現(xiàn)狀，同時(shí)分析了現(xiàn)有的一些光學(xué)三維測量技術(shù)，最后選擇采用相位測量輪廓術(shù)進(jìn)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(shù)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(jì)的改進(jìn)算法。改進(jìn)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(diǎn)，保證了相位測量輪廓術(shù)的精度。
　　像素匹配是在線相位測量輪廓術(shù)中至關(guān)重要的一部分。通過調(diào)研和總結(jié)，本文選擇將SIFT算法應(yīng)用到像素匹配中，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)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?qū)崿F(xiàn)亞像素級匹配，并且不需要在傳送帶上粘貼特殊標(biāo)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(shù)的精度。
　　通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和誤差分析，采用改進(jìn)的