铁路钢轨光带异常检测系统

应用图像识别技术,结合钢轨光带结构特征,提出线性时间复杂度的光带异常检测算法。首先使用图像垂直方向加权投影分析的方法,定位钢轨区域。然后基于“由粗到细”的分析策略,综合利用光带的灰度特征、局部梯度特征,逐行扫描图像,精确定位光带边界。最后根据经验知识判定光带异常类型：光带整体宽度异常、光带偏心、光带局部异常。实验验证了算法的有效性和高效性,每小时可以分析220 km数据。     

基于双目视觉的钢轨磨耗测量技术研究

近年来随着高速铁路和重载运输的大力发展,客货运量和行车密度大幅度增长,钢轨磨耗日益严重。而我国钢轨磨耗大部分采用接触式卡距或其它接触式测量方法,存在劳动强度较大、精度较低、效率较低等缺点。研制新的非接触式的钢轨磨耗自动测量系统具有重大的意义。目前国内已有基于单目视觉的非接触式钢轨磨耗测量系统的研究。本文针对单目视觉的局限性将双目视觉技术应用到钢轨磨耗测量研究中,对系统关键技术进行了深入的研究,实现了钢轨磨耗的测量。     

智能钢轨磨耗检测方法的研究

在分析了目前国内外钢轨磨耗检测方法及技术特点的基础上,结合实际需求,提出了基于一字线激光图像处理的钢轨磨耗检测方法。利用一字线激光图像在磨耗钢轨上的弯曲程度检测钢轨磨耗的宽度与深度,通过屋脊形边缘检测法寻找激光图像的中心点和边缘点,并拟合直线;确定磨耗检测的特征量组,利用特征量间的相关系数,去除冗余特征,选择最优特征组合。实验测试结果表明,该方法能够有效提取特征量值,并准确计算钢轨磨耗的宽度和深度值,具有计算信息量小、算法简便、精度高的特点,为钢轨磨耗检测装置的开发奠定了基础。     

基于虚拟仪器的钢轨磨耗检测系统设计

目前国内钢轨磨耗检测技术主要限于三种方法：人工检测，效率低、测量误差大;接触式电子设备测量，传感器相对磨耗大;非接触式光学测量，精度高、应用性不强。为了解决以上存在的问题，本文提出了一种基于虚拟仪器的钢轨磨耗检测的系统设计，该系统主要利用非接触检测原理，结合电涡流位移传感器与NI公司的LabVIEW和PXI设备，实现在线式的实时检测、处理、分析等功能，具有成本低、精度高、操作简单等特点。验证性实验结果表明了该系统具有比其它方法更优越的性能。     

激光三角法钢轨磨耗检测系统研究

传统基于图像处理的钢轨磨耗检测系统处理过程复杂、运算量大,难以满足实时检测的需求.为了解决以上问题,基于激光三角法构建了一种新的二维高精度钢轨磨耗检测系统.它采用光切法扫描钢轨轮廓,将直接采集到的轮廓坐标通过以太网传输到工控机上;通过对不同去噪方法的性能比较,最终采用基于灰色关联的中值滤波方法对初始轮廓数据进行预处理;采用基于最小二乘的高斯-牛顿非线性二次拟合来提取轨腰圆心特征点,通过仿射变换将实测轮廓与标准轮廓进行对位,得到钢轨的磨耗值.实验结果表明:该检测系统垂直磨耗和侧面磨耗测量精度均达到±0.2mm,性能优于传统图像检测方法(±0.3mm),满足铁路标准要求,可用于实时检测钢轨磨耗参数,指导轨道维护工作.     

改进的主曲线算法在指纹骨架提取中的应用

在指纹识别系统中,指纹骨架的提取是一个重要而困难的环节,传统的细化算法得到的骨架很容易受到噪声的干扰。因此,在研究指纹数据特点和Kégl的主曲线算法的基础上,提出了一种改进的主曲线算法。实验结果表明：改进算法与传统算法相比有着更好的效率和效果,它所提取的指纹骨架包含更多的信息且具有更高的准确性、可靠性和抗噪声性。     

轻轨线路曲线半径对车轮磨耗的影响

为分析线路曲线半径对轻轨列车车轮磨耗的影响,以长春市轻轨3号线70％低地板轻轨列车车轮为研究对象,建立独立旋转轮对的轻轨车辆-轨道耦合动力学计算模型、轮轨接触模型和Archard材料磨耗模型,对轻轨列车车轮磨耗进行仿真分析.计算结果表明:轻轨列车通过半径为50 m的曲线时,圆曲线上的车轮磨耗比缓和曲线更严重,整体轮对比独立轮对磨耗更严重;曲线半径大于150 m时,内、外侧车轮磨耗随着曲线半径增大而减小,并且在曲线半径相同的条件下,独立轮对各车轮磨耗量均比整体轮对各车轮磨耗量约大2 ～3 mm;随着列车行驶里程的增加,车轮磨耗率有先增大后减小的变化趋势,即可以将车轮磨耗分为快速磨耗和稳定磨耗2个阶段.轻轨车辆外侧车轮的磨耗率大于内侧车轮,说明车轮磨耗主要发生在外侧车轮.     

基于复杂形态数据的主曲线提取算法及其在图像骨架提取中的应用

针对目前存在的主曲线算法对提取分散度大、高度弯曲及自相交等复杂形态数据效果不好的情况,提出从复杂数据集中找到主曲线的新方法.算法首先用细化算法初始化顶点集得到初步骨架图,并合并邻近顶点;然后采用Kégl主曲线算法的拟合光滑步思想并加以改进来平滑顶点位置,通过迭代构建出主图;最后采用Kégl主曲线算法的重构步进一步修正主图.算法在模拟数据集上进行试验而且还被运用于图像骨架提取,实验结果表明它对提取复杂数据的主曲线是非常有效的.     

实验数据图中曲线的提取

在工程实践中,为了测量确定某一粒子运动轨迹,常常需要从实验数据图中将其时而明显时而模糊的曲线提取出来。本方法采用利用亮度来确定曲线,提取曲线后就能确定其轨迹了。利用亮度来确定曲线方法简单易懂,适应性强。     

实验数据图中曲线的提取

在工程实践中,为了测量确定某一粒子运动轨迹,常常需要从实验数据图中将其时而明显时而模糊的曲线提取出来。本方法采用利用亮度来确定曲线,提取曲线后就能确定其轨迹了。利用亮度来确定曲线方法简单易懂,适应性强。     

Fingerprint minutiae extraction based on principal curves

It is important to extract minutiae of a fingerprint for the implementation of an auto fingerprint identification system. In this paper, the principal graph algorithm proposed by Kegl is used to obtain principal curves, which can be served as the skeletons of a fingerprint. Based on the obtained principal curves, a minutiae extraction algorithm is proposed to extract minutiae of the fingerprint. The experimental results indicate that principal curves obtained from the principal graph algorithm are smoother than the ones obtained from thinning algorithm, and the minutiae extracted by the proposed algorithm are more efficient.     

长春轻轨3号线钢轨轨底坡对列车车轮磨耗的影响

摘要： 为探究小半径曲线钢轨轨底坡对车轮磨耗的影响规律,建立长春市轻轨3号线70%低地板轻轨列车车轮磨耗预测分析模型,包括独立旋转轮对的车辆 轨道耦合动力学计算模型、轮轨接触模型和Archard材料磨耗模型,并采用这些模型分析轻轨列车通过小半径曲线轨道时轨底坡对车轮磨耗的影响。分析结果表明：轻轨列车通过小半径曲线轨道时,动车轮对的磨耗程度比拖车轮对更严重,动车轮对总磨耗量为拖车轮对总磨耗量的159%;从轮对自身来看,内侧车轮的磨耗均比外侧车轮的磨耗严重,内侧车轮总磨耗量为外侧车轮总磨耗量的165%;钢轨轨底坡对车轮磨耗的影响显著,车轮踏面最大磨耗量出现位置随轨底坡变化的规律较为复杂,车轮轮缘磨耗量在轨底坡为1/20时最小。     

基于主曲线算法的手写字符特征分析与提取

模式特征的提取与选择是提高手写体字符识别率的关键因素。主曲线是主成分分析的非线性推广,它是通过数据分布“中间”并满足“自相合”的光滑曲线,能够很好地描述数据分布的结构特征。利用软K段主曲线算法提取训练数据的特征,在分析手写体字符结构特点的基础上,选出手写体字符识别所使用的粗分类与细分类特征,利用这些分类特征对手写字符进行识别。该方法在CEDAR手写体数字和字符数据库上的实验表明：选取的分类特征能够有效区分相似的手写体字符,提高手写字符的识别率,为脱机手写字符识别研究提供了一种新的方法。     

基于机器视觉的钢轨轮廓测量方法研究

钢轨轮廓检测是轨道几何参数检测的重点和难点。采用二维平面靶标对激光摄像传感器进行标定,建立世界坐标系和图像坐标系的标定模型。通过棋盘格进行实验标定,获取300组数据,采用非线性最小二乘法来标定模型参数。结果表明:采用非线性最小二乘法能够将棋盘格水平和垂直的测量误差控制在0.3 mm左右,该方法能够很好地运用到钢轨轮廓测量中。     

基于计算机视觉的钢轨扣件螺母缺失检测系统

针对传统方法己经不能满足线路检修的需要,设计了一种基于计算机视觉的钢轨扣件螺母缺失检测系统,建立了钢轨扣件螺母缺失检测系统的系统框架,提出了一种基于特定区域像素点扫描统计的扣件定位算法,使用了主元分析法算法来提取扣件螺母特征向量,并利用最小距离分类器对扣件进行分类。实验结果表明,该系统能有效地自动识别钢轨扣件螺母是否缺失,能在一定程度上代替扣件系统螺母的人工巡检。     

基于双目视觉的接触网磨耗在线检测研究

针对电力接触线磨耗检测中效率低、实时性差和精度低的问题,设计了一种基于线阵相机的非接触式测量系统。基于双目立体视觉原理和各坐标系关系,推导了接触线的磨耗表达式。系统采用递归逼近高斯滤波方法对采集到的图像进行滤波再进行边缘点提取,然后转化为磨耗长度并实时显示,并利用坐标变换对振动状态下测量的磨耗进行了误差分析。实验表明,能够实时地检测出电力接触线的磨耗大小,测量误差小于0.55 mm。     

共轨式二甲醚发动机电控技术的研究

针对共轨式二甲醚发动机燃料喷射的特性设计了电子控制系统,对二甲醚发动机的多个参数进行电子控制并对其控制策略和控制算法进行研究。在系统中采用了模块化电路设计,同时从硬件和软件两个方面综合考虑了抗干扰性。