鐵軌表面缺陷機(jī)器視覺檢測(cè)成像方法與裝置研究.pdf

1、鐵軌表面缺陷已成為引起鐵路交通事故的主要原因，及時(shí)對(duì)鐵軌表面缺陷進(jìn)行維護(hù)可以有效減少鐵路交通事故發(fā)生。隨著機(jī)器視覺技術(shù)快速發(fā)展，采用機(jī)器視覺技術(shù)對(duì)鐵軌表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)變得越來越容易，而現(xiàn)有的鐵軌表面缺陷機(jī)器視覺檢測(cè)成像方法和裝置存在很大的局限性。基于以上背景，本文結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)鐵軌表面缺陷機(jī)器視覺檢測(cè)成像方法與裝置進(jìn)行了研究，并測(cè)試了兩種不同成像裝置的成像效果。本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　 (1)綜述了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的鐵軌表面缺

2、陷檢測(cè)技術(shù)方法，針對(duì)這些方法存在的局限性，提出了基于線掃描成像的鐵軌表面缺陷檢測(cè)的方法，并詳細(xì)說明了線掃描成像的優(yōu)勢(shì)及工作原理。
　　 (2)通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室仿真成像系統(tǒng)來分析線掃描成像裝置各模塊的選型準(zhǔn)則及工作原理。在不同成像條件下，利用該仿真系統(tǒng)對(duì)人為制造表面缺陷的鐵軌進(jìn)行圖像采集并分析成像效果，以此測(cè)試系統(tǒng)各模塊選擇及參數(shù)配置的合理性。
　　 (3)由于室內(nèi)鐵軌人為制造的表面缺陷與實(shí)際在線鐵軌表面缺陷存在較大差距，因

3、此為了進(jìn)一步測(cè)試機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)對(duì)真實(shí)在線鐵軌表面各種缺陷成像效果，研發(fā)室外手推車成像系統(tǒng)，并詳細(xì)設(shè)計(jì)了進(jìn)行圖像采集的軟件，使用該成像系統(tǒng)測(cè)試真實(shí)在線鐵軌成像情況。
　　 (4)外界環(huán)境的變化以及鐵軌表面對(duì)光的反射效果不同會(huì)引起成像亮度不均，從而增大了缺陷識(shí)別的難度。本文提出以信息熵作為圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，使用模糊PI控制器對(duì)相機(jī)曝光積分時(shí)間進(jìn)行自適應(yīng)控制算法，使采集的所有圖像亮度在一個(gè)恒定范圍，這樣有利于后續(xù)的缺陷識(shí)別。