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轮轨接触点位置图像检测方法研究

杨淑芬  
【摘要】: 轮轨接触关系是轨道交通最基本的研究内容,研究轮轨接触关系对于机车车辆性能的研究、脱轨关系的研究以及列车安全监测都具有重要的意义。而轮轨接触点是轮轨接触状态最直接的反映,对于轮轨接触点位置的研究,各国学者都投入了大量的精力。 当机车车辆运行时,轨道状态和车轮相对轨道的位置在不断变化,使得安装接触式测量传感器测量轮轨接触点位置非常困难。考虑到目前图像检测技术在非接触测量领域的广泛使用,本文采用图像检测的方法实现了轮轨接触点位置的非接触式测量。 首先,用安装于机车车辆转向架底部的CCD摄像机获取轮轨接触图像,经图像采集卡A/D转换后,将CCD摄像机输出的模拟视频信号转换成数字图像信号,接着对轮轨数字图像进行平滑滤波滤除图像在采集和传输过程中产生的各种噪声,提高了图像的质量。对滤波后的图像用边缘检测算子提取边缘,得到轮轨边缘上的像素,通常情况下,这些像素是杂散、不连续的。经数学形态学处理以及边缘链接技术后可得到连续的单像素宽的轮轨边缘轮廓。 本文还介绍了一种摄像机标定方法用于轮轨边缘曲线的标定,将轮轨边缘轮廓曲线从像方图像坐标转换到物方尺寸坐标中,标定后的图像通过计算轮轨边缘距离最终实现了轮轨接触点位置的在线连续测量。


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