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原文传递轨道磨耗非接触检测系统研究

论文题名：	轨道磨耗非接触检测系统研究
关键词：	轨道磨耗;非接触检测;Zhang式标定;特征点匹配;ICP算法
摘要：	铁路是国民经济的大动脉，是最重要的交通方式之一，承担了主要的交通运输任务。我国经济的快速发展促使铁路运输向高速、高密度和重载方向发展。随着列车的数次提速和行车密度的增加，轨道磨损日益严重，如何更快速、更有效的检测轨道磨耗量是轨道检测面临的主要问题之一。国内目前主要依赖于人工手工检测，效率低，精度不高。计算机视觉检测技术具有结构简单、效率高、精度好、可自动化等优点，基于计算机视觉的轨道检测成为近年来轨道检测的热门研究领域之一。本文采用计算机视觉技术，研究设计了一套使用简单、便携的轨道磨耗检测系统。　　本文通过对多种标定技术进行分析比较，选用Zhang式标定法，针对轨道磨耗检测环境的特点设计了标定方案，实现相机标定。设计了轨道轮廓处理算法流程，针对其中匹配环节，提出结合特征点匹配和ICP算法的匹配方法，分为粗匹配和精匹配实现钢轨和道岔更准确的匹配。　　本文首先介绍了当前轨道磨耗检测的方法和现状，提出了基于计算机视觉的非接触轨道磨耗检测方案。根据检测原理确定了系统的总体设计方案，完成硬件参数的计算和选型。通过研究分析相机标定方法，设计了标定方案，并通过实验验证了方案的可行性。针对选定的硬件，设计了轨道轮廓处理算法流程，包括:去噪、目标区域提取、颜色分割、Steger中心线提取、轮廓还原和轮廓匹配。在VS2013平台下，结合OpenCV开发了轨道磨耗检测系统软件，实现图像采集、数据处理、磨耗值查看和生成检测报告等功能。最后，在实验室环境下使用轨道磨耗检测系统进行测试实验，实验表明本文系统能准确测量轨道磨耗值，精度符合工程实际要求，具有较好的应用价值和现实意义。
作者：	唐晓敏
专业：	机械设计及理论
导师：	王培俊
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文