基于机器视觉的尖轨轮廓检测方法

发布时间：2021-01-10 00:00

　　针对尖轨相对于基本轨位置的轮廓检测问题,提出了利用线结构光辅助机器视觉的非接触式测量方法进行检测。在线结构光测量的基础上,建立了尖轨轮廓的三维检测模型,构造了测量尖轨与基本轨间的面差、间隙以及轨头宽度的数学模型,并采用Zhang-Suen与灰度重心法的融合算法对激光条纹进行提取和细化,最终得到了亚像素级的激光条纹中心线。本次实验在时速250km/h的18号道岔直线尖轨上进行测量,得到的数据与接触式测量的数据基本一致,验证了该方法的有效性和正确性,实现了对尖轨轮廓尺寸的非接触式检测。 

【文章来源】：光学技术. 2020,46(04)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

尖轨轮廓检测的三维模型

工业相机与线激光器成一定的夹角安装在基本轨与尖轨的正上方。设激光平面为π,基本轨上表面为π1,尖轨上表面为π2。当开始检测时,线激光发生器垂直地打在尖轨上,在尖轨的表面上形成两条断开的线A-B-C和D-E,位于另一侧的相机将此图像信息采集,由于激光器与相机位置固定,采集到的图像畸变信息就显示出来了,其测量原理如图2所示。π平面、π1平面、π2平面的方程表示为

h i = |A 1 x i +B 1 y i +C 1 z i +D 1 | A 1 2 +B 1 2 +C 1 2 ?????? ??? (9)进一步对在激光条纹上采集到的线段AB、DE进行固定距离划分,由图3可得到一系列等间距的点集{P1, P2, …, Pm}和{Q1, Q2, …, Qn},利用最小二乘法直线拟合得到L1,L1与直线AB重合,DE上各点集{Q1, Q2, …, Qn}到AB的距离,也就是特征点到拟合直线L1之间的距离h;设线段DE上包含i个特征点,该i个特征点与拟合直线L1之间的距离分别为h1,h2,…,hk,通过计算平均值h来求取面差,h可表示为

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2967655