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线结构激光的侧轨受电弓磨耗视觉测量系统开发
| 论文题名： | 线结构激光的侧轨受电弓磨耗视觉测量系统开发 |
| 关键词： | 单轨列车;侧轨受电弓;磨耗检测;线结构激光;视觉测量系统 |
| 摘要： | 城市轨道交通的迅速发展，机车对自动化电气检测设备需求增长迅猛。德国、法国、日本、意大利等国家对机车弓网参数的检测都有深入研究，但各国检测的方式存在一定差异。为了准确检测机车弓网参数，国内外都在研发新式、实时在线、非接触式的电气检测设备。弓网数据的采集可为机车的维修提供可靠的依据，使机车更加安全稳定的运行。 本文在大量查阅重庆三号线单轨列车相关文献资料以及科学调研的基础上，针对重庆三号线单轨列车受电弓磨耗测量问题，对基于线结构激光的机器视觉检测方法进行了研究和开发。通过阅读文献及调研情况，掌握了弓网的结构及其工作原理，根据弓网的结构信息，初步确定了检测系统的方案。而后对相机不同的位置进行了视野的测量，利用测量的数据计算出成像角，最终得出相机成像角在一个定的角度小范围浮动的规律。同理，测量照明线结构激光的视野范围，通过计算后得出其成像角在一个定的角度小范围浮动的规律。结合文献资料、调研信息、相机成像角、激光视野等数据，来确定相机和光源的摆放位置，完成了受电弓滑板系统方案的设计。利用图像处理技术对受电弓滑板图像进行非接触式测量，搭建标定采图平台来求解出相机的内参。在单轨梁实验台上进行采图实验，对其进行图像预处理（如减小噪声），对受电弓上、下半块滑板进行融合、对齐、坐标变换后组合出整体图像。通过二值化处理突出滑板磨耗亮条曲线特征，细化处理后得到单像素亮条,利用有限元面积分割法对图像畸变矫正来增加测量的精度，最后计算出受电弓滑板的磨耗值。该系统采用C/C++编程语言，在VS2013的编程环境下结合OpenCV开源图像处理库编写图像处理算法，基于MFC框架开发出受电弓磨耗检测系统。 在车间进行了大量实验，验证该系统的稳定性、算法的精度。通过实验结果可以得出，本论文设计的受电弓检测系统具有稳定性强、精度高、检测速度快等特点。本文对于机车受电弓方面具有很重要的研究价值及很强的实用性。 |
| 作者： | 刘少册 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 吕文阁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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