基于单目视觉的轮对磨耗检测方法研究

发布时间：2020-12-30 03:24

　　随着我国铁路货运重载化和客运高速化蓬勃发展,机车走行部主要部件轮对的磨耗日益严重,过度的轮对磨损直接影响车辆的平稳运行和曲线通过能力,严重威胁列车行车安全,所以及时快速的检测车辆轮对磨耗情况尤为重要。现如今,国内磨耗测量主要是接触测量,采用检查器对车轮数据进行测量,检测效率低、劳动强度大、检测结果受主观影响大,已不能满足现阶段高自动化铁路发展的需要。因此,本文提出一套精度高、便于管理的非接触轮对磨耗测量方法。在详细了解了轮对结构、踏面参数、磨耗类型和具体型号轮对的磨耗评价标准后,参照轮对截面轮廓结构特征设计适合的踏面轮廓配准方法,首先对被测轮对截面轮廓和参考轮廓曲线进行特征点粗匹配,然后计算轮廓线曲率进行精确配准,最后按照参数定义计算磨耗量。本文重点设计利用单目视觉和线结构光获取车轮踏面曲线的方法,根据视场和像素选取图像采集设备,并确定设备之间的相对位置关系,通过采集卡和上位机触发、控制设备实现图像和数据处理分析。掌握相机成像模型和镜头畸变系数计算方法后,通过对比选取合适的标定方法,利用Zhang氏标定法获取实验相机参数,并对线结构光进行标定确定光平面方程。利用采集设备获取图像并使用上... 

【文章来源】：石家庄铁道大学河北省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

手动式火车轮对检查仪器

如图1-2 所示。(a)激光轮缘检测仪 TYJM-1 (b)手提式轮对轮缘测量仪 IKP5图 1-2 手持式轮对测量仪其中 TYJM-1 主要检测车轮轮缘厚度、轮辋厚度、轮径和轮辐宽度，检测精度控制在 0.1mm 范围内，仪器存储量为 2000 组，可在一定温度、湿度和海拔环境下操作，但是检测参数少、存储量低，且必须人工手持测量，增加人力资源成本；IKP 系列测量仪主要是针对轮缘几何参数进行精确测量，包括轮缘厚度、倾斜度和高度，主要通过内置激光传感器线性扫描轮对进行数据收集，其中还包括轮对磨损强度和轮对轮廓形状变化等相关数据，通过生成数据检测报告判断轮对是否需要镟修或更换。手提式检测仪测量便捷、数据易于存储、耗时少，但设备存储量有限、测量精度较低。

第二章 轮对磨耗基础知识构与踏面参数的重要走形部件——轮对，主要有三部分组成：轮芯间采用过盈配合装配在一起，定心性好、动载荷能力向力。轮芯和轮箍主要由车轮踏面、轮缘、轮辋、轮毂 2-1 所示。轮对承载着车体和转向架的主要重量，通现车轮滚动或滑动，进而实现车辆的驱动和制动。当过不平稳而产生蛇形运动时，车辆重心和转向架姿态作用力发生变化，加重单侧轮的负荷和冲击力，影响是保证车辆平稳运行、不掉道的重要部件。

【参考文献】：
期刊论文
[1]重型轨道车车轮异常磨耗原因分析及应对措施[J]. 马超,李随新,穆青,李田.  铁道技术监督. 2018(10)
[2]从车轮磨耗谈动车组异常振动[J]. 惠鹏举.  铁道机车车辆. 2018(02)
[3]自主创新 降本增效 着力打造中国铁路重载运输的旗帜[J]. 赵春雷.  铁道学报. 2018(03)
[4]高速列车车轮型面磨耗预测及参数研究[J]. 黄宇峰,曾京,汪群生,孙壮,朱彬.  中国铁路. 2018(03)
[5]车轮磨耗对轮轨匹配的影响规律[J]. 刘闯,李国栋,宋春元,李晓峰.  中国铁路. 2017(12)
[6]货车车轮踏面磨耗参数化描述方法及其应用[J]. 熊芯.  铁道车辆. 2017(08)
[7]基于棋盘格的线结构光平面标定方法[J]. 李瑞,熊显名.  仪器仪表用户. 2017(04)
[8]京津冀城际铁路运营管理模式的选择分析[J]. 张磊.  铁道运输与经济. 2017(03)
[9]动车组车轮踏面磨耗对动力学性能的影响[J]. 徐凯,李芾,李东宇,杨阳.  中国铁路. 2016(09)
[10]基于线结构光的三维测量系统关键技术研究[J]. 余乐文,张达,张元生.  光电子·激光. 2016(02)

博士论文
[1]基于感知的彩色图像增强和分割算法研究[D]. 李雪威.天津大学 2009

硕士论文
[1]掠入射结构光测量机械研磨面平面度技术研究[D]. 何文彦.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2017
[2]轮对磨耗在线检测标定系统研究[D]. 陈强元.杭州电子科技大学 2016
[3]城市轨道交通制动模式对车轮踏面非正常磨耗影响的研究[D]. 程永谊.铁道部科学研究院 2007



本文编号：2946888