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基于线结构光的轮对踏面几何参数测量技术的研究
| 论文题名： | 基于线结构光的轮对踏面几何参数测量技术的研究 |
| 关键词： | 列车轮对;几何参数;线结构光;自动测量 |
| 摘要： | 轮对作为列车行走关键部件，对列车安全运行至关重要。轮对工作环境恶劣，承载列车动静载荷，与钢轨、车闸产生摩擦，同时频繁遭受雨水、油污甚至化学制剂的腐蚀。列车运行一段时间后，轮对不可避免地产生磨损和缺陷，因此需要检测相关几何参数以确保运行安全。我国目前普遍采用人工测量的方式，对检修人员技术要求较高，测量效率较低。因此研究轮对几何参数自动测量方法具有重要意义。线结构光非接触测量方法因其测量精度高、速度快，具有广泛的应用。本文以图像处理理论为基础，基于线结构光法对轮对几何参数自动测量算法进行研究，主要工作及创新点如下: 首先，本论文对比当前测量方法，针对在实际测量过程中难以保证激光平面通过轴线这一问题，提出了基于垂径定理的弦辅助定位方案，该方案将线结构光非接触测量技术与传统静态测量在基点定位方面进行有效融合，充分利用两者优势，设计了一个能初步满足要求的装置，实现了滚动圆直径、轮缘厚度、轮缘高度等关键参数的准确测量。 其次，研究了自动测量算法过程中关键的图像处理技术，通过对各种阈值分割算法的分析与实验，合理选择最优算法，实现了阈值的自动求取。同时对骨架提取算法做了一定优化，针对Zhang细化算法中符合删除条件像素点八邻域情况分类，制作了查找表，提高了骨架提取效率。 然后，讨论了最小二乘法的局限性，为增强测量算法的鲁棒性，采用了RANSAC算法拟合轮对内侧面直线方程，并通过设计仿真实验与评价指标，对拟合结果进行分析，结论表明RANSAC算法在本论文实验条件下具有较强的鲁棒性，优于最小二乘法，能够满足实际需要。 最后，基于MFC平台进行编程，实现了轮对关键几何参数的测量，通过现场实验，将手工测量结果与系统测量结果进行对比分析，证明了本文轮对几何参数自动测量算法的可行性。 |
| 作者： | 蹇制京 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 王纪武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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