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基于图像处理的钢轨表面缺陷检测与定位研究
| 论文题名： | 基于图像处理的钢轨表面缺陷检测与定位研究 |
| 关键词： | 缺陷检测;图像处理;钢轨表面;缺陷定位 |
| 摘要： | 随着我国高速铁路的快速发展，保证列车的安全行驶成为了铁路发展的第一要务，但在高密度、重载列车和外界环境的影响下，钢轨表面产生的缺陷越来越多。若钢轨表面缺陷得不到及时处理，扩展下去会对铁路运输安全造成影响，严重时甚至会发生翻车事故。因此，能够及时、准确地检测出钢轨表面缺陷，并将缺陷的地理位置和缺陷图片的相关信息传输到服务器端，提醒工务段维修人员及时进行处理是十分必要的。本文在现有的钢轨表面缺陷检测基础上，对钢轨表面缺陷检测算法与缺陷的地理位置定位展开了研究。论文的主要研究内容如下: 首先，以轨检图像的检测要求为标准，对图像采集装置中的光源、相机与镜头等进行了选型;通过比较现有的列车定位方法，对搭载在轨检车上的定位模块进行了选择。 其次，利用轨面区域和非轨面区域的亮度差异，提出了一种基于RGB颜色模型的最大亮度和算法，实现了轨面区域的提取;接着对提取的轨面区域采用中值滤波进行滤波;最后对滤波后的图像采用灰度对比图算法做增强处理。 再次，通过分析现有的轨面缺陷分割方法，结合形态学开-闭重构及最大熵阈值法对于简单图像可以良好分割的优点，提出了基于背景差分法和最大熵阈值法相结合的轨面缺陷分割方法;再次根据连通域分析对缺陷进行像素统计，找出面积大于25mm2的缺陷，并利用最小外接矩形对其进行标注，同时提取出该缺陷。 最后，对含有大于25mm2缺陷的钢轨图片进行地理位置定位，并将地理位置和缺陷的相关信息进行传输。首先对集成GPS（Global Positioning System，全球定位系统）和GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线业务）的SIM868主模块做了相关配置，同时建立了TCP连接;其次对GPS模块和GPRS模块能否正确、及时地进行定位及传输进行了仿真测试。 通过对系统进行整体仿真表明，本文所研究的缺陷检测方法可以用于钢轨表面缺陷检测，GPS模块能够定位出缺陷的地理位置，GPRS模块能够将缺陷地理位置及缺陷图片相关信息传输到服务器，供铁路工人复核参考。 |
| 作者： | 李晓梅 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 顾桂梅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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