基于图像的轮对踏面轮廓测量方法

轮对作为动车运行的重要部件,如果出现故障,将引发不可预想的后果,因此如何实时地、有效地、精确地检测车轮在列车众多安全问题中显得尤其重要。文中在使用非接触式检测车轮,通过CCD采集系统获得原始的轮对踏面曲线的基础上,通过图像降噪处理、曲线提取和曲线拼接一系列方法,实现获取车轮踏面完整轮廓。文中在曲线提取和拼接的算法部分,通过对比已有的方案和方法,提出了适合轮对踏面轮廓的改进算法并通过实验进行分析和验证。通过实验证明,文中提出的车轮踏面轮廓测量方法易于实现、适用范围广。     

机车轮对踏面磨耗的非接触光电检测方法研究

提出了机车轮对踏面磨耗的一种非接触光电检测方法。该方法用精密激光位移传感器实现轮缘内侧面的高精度定位,用激光线光源和高分辨率CCD探测器获取踏面外形,并通过窄带滤波器有效提高图像信噪比(SNR),再用数字图像处理技术获得轮缘厚度和高度2个反映踏面磨耗的关键参数。实测表明,该方法的定位精度为0．03mm,测量精度为0．1mm,重复性较好,测量结果可满足车辆段修现场使用要求。     

基于灰度-梯度共生矩阵的车轮踏面缺陷聚类分析北大核心CSCD

车轮作为列车走行部的关键部件之一,其踏面产生缺陷后会直接影响到列车的运行安全。为了能够在检测时准确识别车轮踏面缺陷不同类型,提出一种基于灰度-梯度共生矩阵的纹理特征提取方法,对踏面图像的灰度和梯度特征分析之后,根据灰度-梯度共生矩阵提取踏面图像纹理特征矢量,再结合K-均值(K-means)聚类优化算法对踏面缺陷特征量进行聚类,从而将踏面缺陷类型进行分类,并将分类结果用可视化数据显示。实验结果表明,采用上述所提方法,对车轮踏面缺陷不同类型的分类识别精度达96%以上。     

基于激光图像的轮对踏面磨耗动态测量

为了实现铁路货车轮对踏面磨耗动态测量,建立了基于激光图像的踏面磨耗检测系统。对该系统中踏面磨耗动态测量方法进行了研究。首先,采用基于量子粒子群优化算法的二维最大相关准则法进行图像分割。然后,采用基于形态学的细化算法和爬虫跟踪法组合的方法提取中心线。接着,采用基于多项式的空间坐标变换算法和双线性插值算法组合的方法对畸变的曲线进行校正。最后,采用曲线匹配技术匹配标准曲线和磨耗曲线。实验结果表明:系统对踏面磨耗的测量误差小于0.2 mm,检测时间2.1 s,满足车辆段修现场使用要求。     

列车车轮踏面擦伤动态检测系统研究

列车车轮踏面擦伤在列车行进中带来额外的冲击荷载,严重影响列车与轨道设施的安全与使用寿命。在综合分析了国内外常用车轮踏面擦伤动态检测系统原理的基础上,介绍了基于激光器-PSD位置传感器方式的光学式踏面擦伤检测方法,并设计了相关的检测系统,同时利用Matlab对实验相关数据进行低通滤波、荷载值转换、阈值比较等处理,得到了车轮擦伤的情况。     

基于注意力反向知识蒸馏的车轮踏面异常检测

车轮是铁路列车走行部的重要部件，车轮踏面上产生的缺陷严重危害着铁路列车的安全运行。由于实际中车轮踏面缺陷样本有限，有监督检测模型对缺陷的检测不具有鲁棒性。针对此问题，提出使用无监督的知识蒸馏异常检测模型实现对车轮踏面的异常检测任务。首先，使用UNet对踏面区域进行分割，减少非踏面区域对异常检测模型的影响；然后，在多尺度特征聚合之后添加一个注意力机制，提升反向知识蒸馏结构中学生网络对正常特征的重建能力，增强学生网络对正常特征重建的效果。实验结果表明：在铁路车轮踏面数据集上，改进后的模型能够达到93.8%的受试者工作特性曲线下的面积、82.3%的精准率、95.4%的召回率、87.0%的准确率。与原模型相比，改进后的模型检测性能得到提升。     

基于图像处理的炮弹运动参数检测技术

为实现火炮试验中炮弹运动参数的自动检测,采用数字高速像机采集炮弹的运动图像,应用数字图像处理技术研究了此类图像的通用提取算法,实现了炮弹特征图像的准确提取,结合炮弹运动参数的测量原理,设计图像检测系统实现了炮弹运动参数的自动检测。对多次火炮试验获得的炮弹运动图像检测结果表明,研究的图像提取算法简单易用,通用性较强,提高了参数测量的精度。目前,已将该图像检测系统应用于火炮试验的数据分析中,取得了较好的效果。     

落轮轮对三维外形重构与参数检测

轮对缺陷将严重影响列车安全运行,如何快速高精确度进行缺陷检测是技术难题。采用二维电荷耦合器件采集系统和线激光相结合获取轮对外形尺寸的方法,对检测原理进行理论推导并建立了相应模型,实现了轮对踏面360°检测与轮对外形三维重构。用所建立算法处理测量数据,获得轮缘厚度、轮缘宽度、垂直磨耗和踏面磨耗等重要参数。通过误差分析,研究影响检测精确度的多种因素。实验结果表明,该方法能快速、高精确度地测量出轮对外形尺寸,并能准确发现缺陷。     

采用激光声磁技术检测钢轨踏面缺陷

钢轨踏面与车轮之间的滚动接触疲劳形成的大量表面缺陷严重危害着铁路行车安全,传统的无损检测(NDT)方法已不能适应铁路快速发展的需要。根据激光声磁技术的基本原理和钢轨踏面缺陷检测的特点,研究了钢轨踏面缺陷检测的激光声磁检测技术。通过对比激光声磁技术与压电超声检测钢轨踏面横向裂纹缺陷的实验,表明本文方法能准确的检测和定位踏面横向裂纹。通过小波阈值去噪技术对激光声磁信号进行处理,在保留了原始信号的各种特征的同时大大提高了信噪比(SNR),更有利于缺陷的识别和特征的提取。分析了提离效应对激光声磁信号的影响,获得了提离距离与接收信号幅值变化曲线图。实验结果表明,本文方法无需耦合剂、对钢轨表面状况要求低,可实现钢轨踏面缺陷的非接触、快速和准确的检测。     

采用激光声磁技术检测钢轨踏面缺陷

钢轨踏面与车轮之间的滚动接触疲劳形成的大量表 面缺陷严重危害着铁路行车安全,传统的无 损检测(NDT)方法已不能适应铁路快速发展的需要。根据激光声磁技术的基本原理和钢轨踏 面缺陷检测的特点, 研究了钢轨踏面缺陷检测的激光声磁检测技术。通过对比激光声磁技术与压电超声 检测钢轨踏面横向 裂纹缺陷的实验,表明本文方法能准确的检测和定位踏面横向裂纹。通过小波阈值去噪技术 对激光声磁信号 进行处理,在保留了原始信号的各种特征的同时大大提高了信噪比(SNR) ,更有利于缺陷的识别和特征的提取。 分析了提离效应对激光声磁信号的影响,获得了提离距离与接收信号幅值变化曲线 图。实验结果 表明,本文方法无需耦合剂、对钢轨表面状况要求低,可实现钢轨踏面缺陷的非接触、快速 和准确的检测。     

动车组轮对故障动态检测方案

为更好地实时检测动车轮对的技术状态、基本尺寸变化,保证高速动车的运行安全,提出了一整套动态检测方案.采用光截图像测量技术实现对车轮外形轮廓和轮对关键尺寸的非接触动态检测:利用超声表面波的脉冲反射原理进行轮对缺陷检测;通过测量车轮一周的轮缘高度变化.实现对踏面擦伤及车轮不圆度的测量.通过上述检测能全方位反映轮对的实际状态,保证运行的安全,同时检测系统能与其他分析和指挥系统有良好的数据传输与共享功能.     

光电图像处理技术在光纤不圆度测量实验中的应用

本文设计了一种简单实用的光纤不圆度测量的实验方法，用数码相机获取光斑图像，以数字图像处理技术提取光纤几何形态信息。通过完成此实验增强学生对几何光学、光电成像技术、数字图像处理、光纤技术和计算机语言等多门课程的学习积极性，培养学生综合运用所学知识的能力。     

基于目标检测网络的轮对踏面缺陷检测方法

针对传统图像处理算法难以快速、准确识别轮对踏面缺陷的问题,提出一种采用双深度神经网络对轮对踏面缺陷进行检测的算法。该双网络分为踏面提取网络与缺陷识别网络。根据踏面为大目标的特点,分析与测试SSD网络,并用该网络提取轮对图像中的踏面区域。为提高踏面缺陷识别效率,在提取出踏面图像后,针对踏面缺陷属于中、小目标的特点,对YOLOv3网络结构进行优化得到M-YOLOv3。实验测试表明:提取踏面区域时,SSD算法的精度均值(AP)最高,达99.8%;识别踏面缺陷时,M-YOLOv3的AP达89.9%,相较于原始YOLOv3,单张图像计算耗时减少7.1%,同时AP仅有0.6%的损耗。结果表明,所提算法具有较高的检测准确率。     

基于数字图像处理的轨道板裂纹缺陷检测

利用数字图像处理技术,通过轨道板图像自动分割、边缘提取、轨道板固有结构边缘去除、真伪裂纹区分等步骤,设计了轨道板裂纹缺陷自动检测识别算法。通过对实际采集的轨道板图像的处理,证明该方法能够准确提取和标记缺陷区域。在实验的1 000幅图像中,人工检出裂纹图像6幅,自动识别裂纹图像6幅,准确率达到100%,算法运行速度经测试能够满足实时检测的需求。     

基于机器视觉的齿轮缺陷研究

本文主要研究了在直齿圆柱齿轮的缺陷检验中，采用计算机图像技术的相关理论和方法，对提取到的齿轮图像进行灰度直方图变换、图像分割和数字减影等数字图像处理技术进行处理，以获得减影图像。通过对减影结果进行分析，可以获得齿轮缺陷的相关信息，实现了对齿轮缺陷的快速、准确的检测判断，具有一定的工程实用价值。     

车轮踏面擦伤的调查分析

本文针对在提速过程中出现的车轮踏面擦伤故障的进行了调查,阐述了车轮踏面擦伤在运用中的危害,针对产生的原因进行了分析,并提出了改进措施。     

超声相控阵PE检测图像缺陷定位算法研究

针对车轮无损检测图像中对缺陷评判的不足,提出一种能够自动定位检测图像中缺陷的算法。该算法是在相控阵技术的车轮超声探伤基础上,运用数字图像处理技术,对检测图像进行时域的处理。对算法的流程进行了详细介绍,并对每一步给出说明和处理结果。通过对比得知,这一算法对图像中缺陷的检测精度高于90%,大为提高识别效率,并减少人为因素引起的误判。     

基于图像处理的受电弓拉弧目标提取

拉弧是高速列车弓网接触不良而产生的强烈放电现象,会造成供电质量降低、影响乘坐舒适性以及加剧离线率等一系列危害。将数字图像处理技术应用到受电弓的状态检测中,结合图像预处理技术,边缘算子提取,方向滤波器,图像形态学运算,hough变换直线提取,Radon变换等一系列图像处理技术,以及最小二乘拟合直线等数学方法,准确地提取视频图像中受电弓拉弧发生的目标位置。     

几种计算机数字图像技术的处理效果研究

主要对在计算机数字图像处理技术中常用的灰度变换、直方图处理、图像平滑、图像分割和图像边缘提取这5种常见技术进行了研究,介绍了这些技术的理论依据、用途以及实际图像处理效果。对其中的每一种技术,还分别研究了其常见的技术类型,是对常见的数字图像处理技术的一次较为详细的介绍和研究。     

图像处理技术在超声相控阵检测中的应用

近年来,现代工业诊断与检测技术正在向信息化和可视化方向高速发展,数字化超声相控阵检测技术已逐渐成为国内外无损检测研究的热点.以火车车轮缺陷超声相控阵检测为例,通过各方面调研,从超声相控阵基本原理和图形扫描显示出发,运用图像特征提取技术进行缺陷识别.结果表明,结合数字图像处理技术后,超声相控阵系统克服车轮固有缺陷的干扰,准确地提取出车轮真实缺陷,从而提高了超声相控阵系统的探伤能力,同时也对自动探伤的研究具有一定启示作用.