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《基于圖像處理的鐵軌表面缺陷檢測算法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第33卷第11期計(jì)算機(jī)工程2007年6月Vol.33No.11ComputerEngineeringJune2007·工程應(yīng)用技術(shù)與實(shí)現(xiàn)·文章編號：1000—3428(2007)11—0236—03文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A中圖分類號：TP274基于圖像處理的鐵軌表面缺陷檢測算法1211劉蘊(yùn)輝，劉鐵，王權(quán)良，羅四維(1.北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)研究所，北京100044；2.中國鐵道科學(xué)研究院基礎(chǔ)設(shè)施檢測中心，北京100081)摘要：對鐵路軌道表面缺陷進(jìn)行檢測是保證鐵路運(yùn)輸安全的重要手段之一，該文采用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對鐵路軌道表面的缺陷進(jìn)行自動(dòng)化檢測，提出了軌道表面缺陷檢測的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，
2、給出了一種利用圖像灰度信息的快速、實(shí)時(shí)檢測算法。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的有效性和高效性。關(guān)鍵詞：軌道；表面缺陷；檢測算法；實(shí)時(shí)RailSurfaceDefectsDetectionAlgorithmBasedonImageProcessing1211LIUYunhui,LIUTie,WANGQuanliang,LUOSiwei(1.InstituteofComputer,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044;2.InfrastructureInspectionResearchInstitute,ChinaAcademyofRailwayS
3、ciences,Beijing100081)【Abstract】Detectingtherailsurfacedefectsisoneoftheimportantmeanstoguaranteesafetransportation.Thispaperadoptstheimageprocessingtechniquetodetectthedefectsautomatically.Adetectionsystemschemeisdesignedandthedetectionalgorithmisstudiedwithemphasis.Itputforwardsarapidre
4、al-timedetectionalgorithmbasedonthepixelsbrightness.Experimentverifiesthevalidityandhighefficiencyofthealgorithm.【Keywords】Rail;Surfacedefect;Detectionalgorithm;Realtime[3]1概述測，這種方法實(shí)現(xiàn)簡單但對獲取設(shè)備有特殊要求，意大利鐵路軌道表面擦傷、剝離和皺褶的缺陷對輪對、軸承等的Nitti等人使用梯度方法，通過考察軌道表面圖像像素灰度造成了很大損害。車輪在表面有缺陷的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期值的變化情況來檢測損
5、傷，并使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器實(shí)現(xiàn)損傷[4]性沖擊引起整個(gè)車輛、軌道系統(tǒng)的耦合振動(dòng)，不僅會(huì)縮短火的自動(dòng)分類，該方法由于需要計(jì)算梯度，因此算法的時(shí)間車各部件的使用壽命，而且是造成車輛顛覆、燃軸、切軸的復(fù)雜度較高，Mandriota通過分析軌道表面的紋理特征給出了[5]重要原因，對鐵路軌道進(jìn)行缺陷檢測是保證鐵路運(yùn)輸安全的皺褶這類特定缺陷的檢測方法，而國內(nèi)在軌道表面缺陷檢重要手段。我國長期以來軌道表面缺陷的檢測一直依賴人工測方面研究較少，多是檢測車輪踏面擦傷以及車輪外形檢測，巡檢，效率低下，檢測結(jié)果受巡檢人員的經(jīng)驗(yàn)、責(zé)任心、天對軌道的檢測也集中在軌道內(nèi)部的探傷檢測。氣情況等因素的影響
6、，另外巡檢人員的人身安全也是需要關(guān)2系統(tǒng)設(shè)計(jì)注的問題。隨著對高速鐵路交通需求的增長，需要研制自動(dòng)本文給出了一個(gè)具有模塊化結(jié)構(gòu)的軌道表面缺陷檢測系鐵軌缺陷檢測系統(tǒng)來替代人工。統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，該系統(tǒng)包括如下的主要部分：圖像獲取子系統(tǒng)，國家“中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃”提出，到2020年我國將建設(shè)圖像處理子系統(tǒng)，通信子系統(tǒng)以及可視化顯示子系統(tǒng)。每個(gè)客運(yùn)專線和城際客運(yùn)系統(tǒng)12000km以上，車輛最高運(yùn)行速度子系統(tǒng)又包括幾個(gè)功能模塊，整個(gè)系統(tǒng)的完整結(jié)構(gòu)見將達(dá)到200km/h以上，速度的大幅提高對鋼軌表面提出了更圖1(a)。圖像獲取子系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場的軌道圖像，并通過高的要求，主要體現(xiàn)在高安全性、
7、高平直度、高的幾何尺寸數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送到圖像處理子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分精度等方面。其中高安全性不僅反映在優(yōu)良的韌塑性及焊接析與處理模塊檢測出軌道表面的缺陷位置及大小并分類，指性能等方面，還反映在鋼質(zhì)潔凈，表面無缺陷等方面。鋼軌出軌道缺陷類型，并將處理數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，通信子系統(tǒng)完成表面無缺陷，有利于提高抗疲勞性能、安全性能，延長鋼軌各個(gè)處理器、監(jiān)控器中間的通信功能，將圖像處理子系統(tǒng)處的使用壽命，是客運(yùn)專線鐵路鋼軌的基本要求，也符合客運(yùn)理后得到的結(jié)果數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程的可視化顯示子系統(tǒng)，以圖[1]專線鐵路要求。在當(dāng)前鐵路客運(yùn)專線建設(shè)
