基于改进半径约束圆拟合方法的钢轨磨耗检测

1

作者 罗卿莉 陈志远 +3 位作者 张书缤 石德斌 谭兆 甘俊 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期38-44,共7页

研究目的:钢轨磨耗检测是保证轨道质量,确保轨道系统安全运行的重要手段。传统钢轨检测方法依赖于人工使用特定的测量仪器来测量钢轨的轮廓,进而得到钢轨磨耗,耗费大量人力物力。基于结构光的非接触式测量方法可以快速、高效地对钢轨轮... 研究目的:钢轨磨耗检测是保证轨道质量,确保轨道系统安全运行的重要手段。传统钢轨检测方法依赖于人工使用特定的测量仪器来测量钢轨的轮廓,进而得到钢轨磨耗,耗费大量人力物力。基于结构光的非接触式测量方法可以快速、高效地对钢轨轮廓进行实时测量、磨耗计算,其检测效率高,安全性强,具有十分广阔的应用前景。研究结论:(1)利用离群点去除算法可有效地去除线结构光下采样得到的钢轨轮廓噪声;(2)利用插值算法结合60 kg钢轨自身结构比例特点可对钢轨轮廓进行精确分割;(3)采用基于半径约束的圆拟合算法提取测量件圆心坐标效果良好;(4)磨耗检测试验结果表明,采用本文的钢轨磨耗检测方法后,钢轨总磨耗均方根误差为0.08 mm,可满足钢轨磨耗检测的要求;(5)本研究成果可为轨道交通的运营维护提供一定参考。 展开更多

关键词 钢轨磨耗检测 线结构光 轮廓匹配 半径约束

在线阅读 下载PDF 职称材料

适用于不同导高区域的接触线快速定位磨耗检测方案

2

作者 李世江 陈修忻 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第S01期89-92,102,共5页

[目的]接触线磨耗会影响弓网间正常受流,是影响列车运行安全的重要因素,因此快速、精确地检测接触线磨耗非常重要,提出了适用于不同导高区域的接触线快速定位磨耗检测方案。[方法]设计了多台高速线阵摄像机配合线激光的接触线磨耗检测方... [目的]接触线磨耗会影响弓网间正常受流,是影响列车运行安全的重要因素,因此快速、精确地检测接触线磨耗非常重要,提出了适用于不同导高区域的接触线快速定位磨耗检测方案。[方法]设计了多台高速线阵摄像机配合线激光的接触线磨耗检测方案,介绍了该检测方案的检测系统组成、快速定位接触线方法和具体的检测步骤。针对户外段和隧道段两种应用场景进行了接触线磨耗检测试验。[结果及结论]检测试验结果表明,该检测方案可对不同导高区域的接触线的磨耗进行检测,检测方法可行,检测精度较高。 展开更多

关键词 城市轨道交通 接触网 接触线 磨耗检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

电力机车入库受电弓滑板磨耗检测 被引量：19

3

作者 罗鹏 王泽勇 +2 位作者 高晓蓉 王黎 赵全柯 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第B12期88-90,共3页

根据光学三角测量法的原理,设计了一套测量机车受电弓滑板磨耗的装置。该装置包括检测、电源和控制三大部分,检测部分是主体,由检测手臂、磨耗编码器、激光距离检测传感器和中心线光电传感器组成。装置在计算机的控制下对滑板进行自动检... 根据光学三角测量法的原理,设计了一套测量机车受电弓滑板磨耗的装置。该装置包括检测、电源和控制三大部分,检测部分是主体,由检测手臂、磨耗编码器、激光距离检测传感器和中心线光电传感器组成。装置在计算机的控制下对滑板进行自动检测,测量结果经软件处理后得到磨耗曲线。应用结果表明,该装置的磨耗检测精度为 0.5mm,达到了铁道部的技术指标。 展开更多

关键词 磨耗检测 受电弓滑板 激光传感器 自动测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

钢轨波浪磨耗检测系统的研究开发 被引量：12

4

作者 刘伶萍 杜鹤亭 杨爱红 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期65-69,共5页

在了解国外各种检测方法基础上,研制完成了钢轨波磨在线检测系统RCIU 1,该系统是一个安装在轨检车上,对钢轨波浪磨耗进行动态在线检测的装置,它采用惯性法原理,利用虚拟仪器技术,在Windows操作平台下实现对轴箱加速度信号的等距离采样... 在了解国外各种检测方法基础上,研制完成了钢轨波磨在线检测系统RCIU 1,该系统是一个安装在轨检车上,对钢轨波浪磨耗进行动态在线检测的装置,它采用惯性法原理,利用虚拟仪器技术,在Windows操作平台下实现对轴箱加速度信号的等距离采样、显示和存储,实现了多任务并行处理,同时通过数字处理、积分滤波输出代表钢轨波磨幅值的位移量或标准差。从系统构成、检测原理、数据处理、多任务运行机制、系统标定和动态试验等几方面作了详细阐述。 展开更多

关键词 钢轨波浪磨耗检测系统 在线检测 虚拟仪器技术 铁路

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种单轨列车受电弓滑板磨耗检测系统的设计 被引量：7

5

作者 孟欢 杨雪荣 +1 位作者 吕文阁 成思源 《铁道标准设计》 北大核心 2017年第8期151-155,共5页

针对单轨列车受电弓滑板磨耗问题,提出一种基于线结构光测量技术的受电弓磨耗在线检测方法,该方法利用线激光获取受电弓滑板轮廓畸变图像,并对图像进行图像处理操作从而计算出受电弓滑板的磨耗最大量。首先,当机车驶入指定区域,自动触... 针对单轨列车受电弓滑板磨耗问题,提出一种基于线结构光测量技术的受电弓磨耗在线检测方法,该方法利用线激光获取受电弓滑板轮廓畸变图像,并对图像进行图像处理操作从而计算出受电弓滑板的磨耗最大量。首先,当机车驶入指定区域,自动触发摄像机采集受电弓滑板实时状态的光条纹图像;然后将采集到的图像进行预处理,提取光条纹中心,计算滑板的磨耗量;最后根据计算的磨耗量对机车的运行状况进行评估,从而保证机车安全运行。采用磨损后的受电弓滑板实物为检测对象,实测最大磨损量为8.500 mm,使用本文磨耗检测技术得出的受电弓滑板最大磨损量最大绝对误差为0.3001 mm,实验结果表明,本文方案满足铁路技术标准要求的最大绝对误差值0.5 mm以内的条件。 展开更多

关键词 受电弓 磨耗检测 线结构光 图像处理

在线阅读 下载PDF 职称材料

受电弓滑板磨耗检测图像处理算法的研究及实现 被引量：4

6

作者 黄艳红 高晓蓉 +1 位作者 王黎 王泽勇 《现代电子技术》 2009年第11期191-194,共4页

由于图像检测受电弓滑板磨耗能实现在线自动检测,且检测精度较高,而该检测方法的关键是对采集到的受电弓图片进行图像处理,因此研究图像处理算法具有非常重要的意义。检测系统采用4个CCD摄像机实现受电弓前后滑板的初始图像采集,然后将... 由于图像检测受电弓滑板磨耗能实现在线自动检测,且检测精度较高,而该检测方法的关键是对采集到的受电弓图片进行图像处理,因此研究图像处理算法具有非常重要的意义。检测系统采用4个CCD摄像机实现受电弓前后滑板的初始图像采集,然后将获取到的图片传输并存储到检测主机上,通过后期的图像处理,实现滑板磨耗的自动检测,并输出数据报表和磨耗曲线等。图像处理算法主要包括图像预处理、边缘检测和连接、导线及滑板边缘定位等。其中,边缘检测和定位算法是关键,也是决定系统检测精度的重要因素。主要对Canny边缘检测、形态学边缘检测和小波边缘检测进行实验验证,并比较其边缘提取效果。结果表明,Canny边缘检测精度更高,而小波边缘检测虽然定位更准确,但精度较低。因此,最终选择Canny边缘检测,结合边缘连接进行处理,并给出了检测结果图。 展开更多

关键词 滑板磨耗检测 图像处理 边缘检测 形态学 小波变换 定位

在线阅读 下载PDF 职称材料

国外接触网导线磨耗检测系统 被引量：11

7

作者 彭朝勇 高晓蓉 《中国铁路》 北大核心 2007年第4期66-68,共3页

目前国外开发的几种接触导线磨耗检测系统可分为图像检测法、激光扫描法、残高测量法三大类。其中图像检测法基于光源照明接触导线下部磨耗面,高速摄像机采集接触面图像,经过数字图像处理后得到导线磨耗面宽度值,并保存和实时显示;激光... 目前国外开发的几种接触导线磨耗检测系统可分为图像检测法、激光扫描法、残高测量法三大类。其中图像检测法基于光源照明接触导线下部磨耗面,高速摄像机采集接触面图像,经过数字图像处理后得到导线磨耗面宽度值,并保存和实时显示;激光扫描法是激光束通过旋转反射镜反复扫描整个接触导线,当激光束遇到导线磨耗面时,引起激光漫反射,部分光被反射回光源处,可通过光电转换器件接收反射光;残高测量法是在受电弓两端分别安装激光束发射和接收装置,发射的片状平行激光束照射导线侧面时,部分激光被挡住,因此激光接收装置接收到的信号直接反映了导线的残高值。 展开更多

关键词 接触网 接触导线 磨耗检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

激光三角法钢轨磨耗检测系统研究 被引量：11

8

作者 谭周文 郭雁一夫 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第5期20-24,共5页

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... 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±0.2 mm,性能优于传统图像检测方法(±0.3 mm),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。 展开更多

关键词 灰色关联 高斯-牛顿拟合 激光三角法 非线性拟合 钢轨磨耗检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于DM6467的车辆轮对磨耗检测算法优化实现

9

作者 祝中科 吴开华 陈杰 《机电工程》 CAS 2014年第6期716-720,共5页

针对如何提高轮对磨耗检测速度的问题,对轮对磨耗检测的方法、磨耗检测算法、基于DSP的算法优化方法等方面进行了研究和归纳,提出了基于TI公司定点DSP芯片TMS320DM6467的车辆轮对磨耗检测算法的优化方法。在实现基于DSP图像处理系统的... 针对如何提高轮对磨耗检测速度的问题,对轮对磨耗检测的方法、磨耗检测算法、基于DSP的算法优化方法等方面进行了研究和归纳,提出了基于TI公司定点DSP芯片TMS320DM6467的车辆轮对磨耗检测算法的优化方法。在实现基于DSP图像处理系统的基础上,根据轮对磨耗检测算法的特点和硬件结构特点,采用几种算法优化方法对磨耗检测算法进行了优化,包括运用软件流水实现DSP并行处理、运用内联函数提高代码执行效率、优化存储器提高系统运行速度等方法,最后进行了实验。实验结果表明,优化后算法执行的效率是优化前算法的3.3倍,优化效果明显。 展开更多

关键词 轨道交通 车辆轮对磨耗检测 图像处理 DM6467 检测算法效率 算法优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

地铁车辆车轮轮缘异常磨耗检测中的箱线图算法和改进孤立森林算法 被引量：5

10

作者 习佳星 沈钢 许承焯 《城市轨道交通研究》 北大核心 2022年第12期127-132,137,共7页

对某地铁列车48个车轮的实测廓形监控数据进行了批量分析,以轮缘磨耗面积变化速率和轮缘根部滚动圆半径差之半变化速率为分析指标,分别采用箱线图算法和改进孤立森林算法进行磨耗异常检测。箱线图算法具备较好的抗干扰能力,可得到对各... 对某地铁列车48个车轮的实测廓形监控数据进行了批量分析,以轮缘磨耗面积变化速率和轮缘根部滚动圆半径差之半变化速率为分析指标,分别采用箱线图算法和改进孤立森林算法进行磨耗异常检测。箱线图算法具备较好的抗干扰能力,可得到对各指标单独检测的客观统计结果;改进孤立森林算法运行效率得到提高。经对比,2种算法得到的磨耗异常检测结论较一致,验证了两种算法的可行性。 展开更多

关键词 地铁车辆 轮缘磨耗检测 孤立森林算法 箱线图算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

交流接触网导线带电磨耗检测仪

11

作者 陈小强 刘京诚 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期975-978,共4页

针对铁路交流接触网导线传输电压27.5 kV,导线磨耗面为空间非平行(对大地)任意平面的特点,利用光纤隔离高压、传输测量信号,光栅式远端自适应自动机械测头实现离地高7 m左右的交流接触网导线磨耗带电检测的方法以及基于此方法的系统设... 针对铁路交流接触网导线传输电压27.5 kV,导线磨耗面为空间非平行(对大地)任意平面的特点,利用光纤隔离高压、传输测量信号,光栅式远端自适应自动机械测头实现离地高7 m左右的交流接触网导线磨耗带电检测的方法以及基于此方法的系统设计与校正,实现了带电高压导线磨耗的测量,实测表明该方法x及系统完全满足接触网导线磨耗检测的需要,对其他高压带电体几何量检测也有借鉴意义。 展开更多

关键词 光纤 隔离 自动测头 接触网 磨耗带电检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于灰色关联法的接触线磨耗及其影响因素关联性分析

12

作者 郭英强 祁文延 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第4期96-99,共4页

[目的]地铁系统存在接触线异常磨耗问题,有必要探讨弓网系统各重要数据与接触线磨耗厚度之间的数据关联程度。[方法]在实际线路进行弓网试验,测得动态接触力、列车运行速度、滑板垂向加速度、燃弧持续时间、母线电流、接触网拉出值及接... [目的]地铁系统存在接触线异常磨耗问题,有必要探讨弓网系统各重要数据与接触线磨耗厚度之间的数据关联程度。[方法]在实际线路进行弓网试验,测得动态接触力、列车运行速度、滑板垂向加速度、燃弧持续时间、母线电流、接触网拉出值及接触线磨耗厚度等实测数据,采用灰色关联法分析各因素对接触线磨耗厚度的影响占比。[结果及结论]列车运行速度直接影响接触线的磨耗厚度,其影响占比最大,动态接触力次之,其他因素按影响占比由大到小排序为燃弧持续时间、母线电流、接触网拉出值、滑板垂向加速度。 展开更多

关键词 地铁 接触线 磨耗检测 灰色关联法

在线阅读 下载PDF 职称材料

LV2600型受电弓滑板剩余磨耗量检测 被引量：5

13

作者 马莉 王泽勇 +2 位作者 高晓蓉 王黎 杨凯 《铁道机车车辆》 北大核心 2010年第3期93-97,共5页

受电弓是给电力机车及动车组提供能量的主要部件之一,为保证车辆行车安全必须对受电弓进行安全检测。介绍了图像处理技术在LV2600型受电弓滑板剩余磨耗检测中的应用,首先利用滑板图像的特征对图像进行剪裁,大大减少了运算量,然后使用滤... 受电弓是给电力机车及动车组提供能量的主要部件之一,为保证车辆行车安全必须对受电弓进行安全检测。介绍了图像处理技术在LV2600型受电弓滑板剩余磨耗检测中的应用,首先利用滑板图像的特征对图像进行剪裁,大大减少了运算量,然后使用滤波等技术去除图像的噪声提高图像质量,最后对滑板图像进行边缘检测,得到有效滑板边缘,通过摄像机标定参数计算得到滑板剩余磨耗量。该技术有效的监测了滑板的运行状况,为铁路运输安全提供了保障。 展开更多

关键词 LV2600型受电弓 滑板剩余磨耗量检测 图像处理 边缘检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

手推式钢轨磨耗状态检测仪的研制 被引量：2

14

作者 许玉德 余佳磊 刘一鸣 《城市轨道交通研究》 北大核心 2019年第12期136-139,144,共5页

基于机器视觉图像识别测量技术,研制了一种手推式磨耗状态检测仪,实现了对钢轨廓型、钢轨顶面不平顺及轨底坡的连续同时测量,并对仪器的测量精度进行了校验。结果证明,所制仪器的示值误差为-0.016^+0.003 mm,测量重复性精度达到了0.018 ... 基于机器视觉图像识别测量技术,研制了一种手推式磨耗状态检测仪,实现了对钢轨廓型、钢轨顶面不平顺及轨底坡的连续同时测量,并对仪器的测量精度进行了校验。结果证明,所制仪器的示值误差为-0.016^+0.003 mm,测量重复性精度达到了0.018 mm,可满足高铁及城市轨道交通工务作业要求。 展开更多

关键词 轨道交通 轨道磨耗状态检测 机器视觉图像识别测量技术 钢轨廓形 钢轨顶面不平顺

在线阅读 下载PDF 职称材料

遗传算法及其在钢轨断面检测系统中的应用

15

作者 崔春艳 尤扬 +1 位作者 李彩霞 席砺莼 《河北大学学报（自然科学版）》 CAS 2002年第4期381-384,共4页

在钢轨磨耗检测系统中 ,摄像机标定是测量精度的关键 .讨论了用遗传算法优化摄像机的全部参数 ,该标定方案直接优化摄像机相对于世界坐标系的旋转角度 ,因此在能够获得精确解的同时 ,也保证了旋转矩阵的正交约束条件 ,可以有效地提高标... 在钢轨磨耗检测系统中 ,摄像机标定是测量精度的关键 .讨论了用遗传算法优化摄像机的全部参数 ,该标定方案直接优化摄像机相对于世界坐标系的旋转角度 ,因此在能够获得精确解的同时 ,也保证了旋转矩阵的正交约束条件 ,可以有效地提高标定和钢轨磨损测量的精度 . 展开更多

关键词 断面检测 钢轨磨耗检测系统 摄像机标定 遗传算法 检测原理 旋转角度

在线阅读 下载PDF 职称材料

密度聚类与PCA的点云数据处理技术在高铁轨道检测中的应用 被引量：10

16

作者 肖俊 王培俊 +2 位作者 李文涛 李保庆 杨杰 《铁道标准设计》 北大核心 2020年第8期37-42,共6页

为解决轨道手工检测效率低、准确度不高的问题,克服二维线激光与轨向不垂直而影响检测精度的不足,利用三维结构光点云技术对高铁轨道表面状态进行检测。数据处理是三维结构光检测的重要环节,综合运用密度聚类与PCA算法对点云进行快速处... 为解决轨道手工检测效率低、准确度不高的问题,克服二维线激光与轨向不垂直而影响检测精度的不足,利用三维结构光点云技术对高铁轨道表面状态进行检测。数据处理是三维结构光检测的重要环节,综合运用密度聚类与PCA算法对点云进行快速处理。首先采用三维栅格算法对点云进行采样,减少点云数据量;其次利用密度聚类将点云分成不同的簇类以去除噪声点和离群点,提取出目标点云;最后通过PCA算法计算点云的3个主成分向量,求解变换矩阵变换点云,实现点云初始配准。精确配准后,与标准模型点云对比,即可得出检测结果。现场试验结果表明,该方法运行速度快,配准精度较高,有效提高了检测的效率和精度。 展开更多

关键词 点云配准 密度聚类 PCA 三维光学检测 磨耗检测 铁路轨道 高速铁路

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于4PCS和SICP的点云配准方法在钢轨磨耗计算中的应用 被引量：6

17

作者 傅瑶 陈鹏 +1 位作者 郭贵松 刘雪垠 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2022年第12期210-218,共9页

针对基于三维结构光扫描的钢轨磨耗快速精确测量,本文提出了一种基于4PCS(4-points congruent sets)和SICP(sparse iterative closest point)的点云配准组合算法,用于快速精确配准不完整且含噪声的磨耗钢轨与标准钢轨点云。由于三维结... 针对基于三维结构光扫描的钢轨磨耗快速精确测量,本文提出了一种基于4PCS(4-points congruent sets)和SICP(sparse iterative closest point)的点云配准组合算法,用于快速精确配准不完整且含噪声的磨耗钢轨与标准钢轨点云。由于三维结构光设备一次扫描得到的磨耗钢轨数据是不完整且含噪声的,因此首先利用针对低重叠率点云配准鲁棒性较好的4PCS对钢轨点云进行粗配准,为精确配准提供较好的初始变换矩阵。然后,再利用针对含噪声点云配准鲁棒性较好的SICP进行精确配准。最后,根据精确配准结果计算出轨头磨耗。文中定量分析了不同程度降采样对配准精度、时间及轨头磨耗计算精度的影响,展现了4PCS+SICP在快速精确配准不完整且含噪声的钢轨点云的优越性,得出了不同程度降采样对轨头磨耗计算精度无影响的结论。与此同时,对钢轨点云含不同程度的噪声点云配准做了定量对比分析,验证了SICP在含噪声的磨耗钢轨点云精确配准中的鲁棒性。 展开更多

关键词 铁路轨道 磨耗检测 点云配准 点云噪声 4PCS SICP

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于千兆网和EMIF的多路轮对图像传输系统 被引量：2

18

作者 陈梁 吴开华 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2016年第10期82-86,共5页

针对轮对磨耗在线检测中图像处理数据量大、实时性要求高的特点,提出了一种基于千兆网和EMIF接口的多路轮对图像传输系统的设计方案,采用FPGA和4路DSP实现,重点研究了千兆网接口、EMIF总线技术和多DSP图像数据传输机制。系统以FPGA作为... 针对轮对磨耗在线检测中图像处理数据量大、实时性要求高的特点,提出了一种基于千兆网和EMIF接口的多路轮对图像传输系统的设计方案,采用FPGA和4路DSP实现,重点研究了千兆网接口、EMIF总线技术和多DSP图像数据传输机制。系统以FPGA作为控制核心,利用千兆以太网传输4路CCD相机采集的图像数据,采用高速EMIF接口实现FPGA与DSP的数据交换。测试结果表明,该系统能够高效、可靠地实现图像数据传输,具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 轮对磨耗检测 多路图像传输 千兆网 EMIF接口

在线阅读 下载PDF 职称材料