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原文传递轮对磨耗在线图像检测技术研究

论文题名：	轮对磨耗在线图像检测技术研究
关键词：	列车车辆;轮对磨耗;在线图像检测;多线程并行优化;交通安全
摘要：	铁路是我国最重要的交通运输基础设施之一，其高效安全的运营对国民经济的发展和人民生命财产的安全具有重要意义。尤其是最近几年，列车不断提速，车辆运行的安全问题也变得更加突出。轮对作为列车的重要组成部分，其踏面磨耗参数的在线检测对保障轨道交通安全具有重要意义。　　本文研究了一种基于图像检测的轮对磨耗在线检测技术。该技术采用线结构光投射到轮对上，通过CCD获得轮缘踏面外形轮廓，经过图像分析获得轮对磨耗参数。本文的主要研究内容有：　　(1)研究了磨耗参数采集光路及计算方法。根据结构光成像原理，设计了轮对轮廓图像的采集光路；通过分析检测对象位置与采集装置的关系，研究了轮对磨耗参数的计算方法。根据图像检测原理，设计了轮对磨耗图像检测步骤。　　(2)设计了在线检测的图像分析单元。对采集到的图像运用图像处理算法进行分析。经过图像镜像、图像分割、图像细化、像素跟踪等步骤完整的提取出轮对轮廓曲线。根据参数检测方法，检测其中的轮对特征点，完成对轮缘厚度、轮缘高度、轮对直径等轮对磨耗参数的计算。　　(3)设计了现有程序的并行优化方案。基于消费者生产者模型，提出了轮对磨耗检测图像分析系统的并行优化方案。并详细论述了优化方案的主要技术细节的设计。　　(4)设计了软件实现方案：根据提出的图像预处理、参数计算方法及并行优化方案，重点完成了轮对图像分割算法和参数计算的软件设计，及多线程并行优化方案的实现。　　最后进行了参数检测方法可行性验证实验，轮对图像分割实验，图像分析系统验证实验，和并行优化方案性能验证实验。并对各实验进行了定性和定量的分析。实验表明，图像分割结果的交叠面积比大于80％，误分面积比小于0.02%，保证了轮对磨耗参数计算误差均小于0.5mm。通过采用并行优化方案，使检测时间相较单线程程序最多可缩短约200%。
作者：	史倩
专业：	测试计量技术及仪器
导师：	吴开华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	杭州电子科技大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文