无损检测在机车车辆工艺上的应用(一)磁粉检测

1磁粉检测简介磁粉检测(又名磁粉探伤)是用于检测铁磁性材料(包括铁、镍、钴等)和工件表面或近表面上的裂纹以及其他缺陷。磁粉检测对表面缺陷最灵敏,对表面以下的缺陷随隐藏深度的增加检测灵敏度迅速下降。采用磁粉检测方法检测磁性材料的表面缺陷,比采用超声波或射线检测的灵     

荧光磁粉探伤结果自动识别系统研究

针对目前荧光磁粉探伤人工观察方法存在的问题,对荧光磁粉探伤结果自动识别系统进行研究.搭建基于ARM的嵌入式Linux系统,应用USB摄像头进行图像采集.采用选定色彩范围的方法获取图像可疑成分,使用二值图像来表示图像的可疑成分与背景,主要使用数学形态学的方法进行图像处理,通过计算图像连通区域的大小和圆形度并与设定值比较来确认裂纹,识别结果有效.     

基于图像增强与深度学习的钢轨表面缺陷检测

相比传统的物理检测算法,基于机器视觉的检测算法具有检测速度快、操作便捷等诸多优点,但因受光照不均、相机失焦抖动、雨雪天气等外界因素的影响,导致检测精度降低。针对这一问题,提出一种基于图像增强与深度学习的钢轨表面缺陷视觉检测算法。首先,对图像进行Gabor滤波去噪,以减少噪声对缺陷检测的影响;然后,利用HSV空间变换方法增强缺陷图像的关键特征信息;最后,通过改进Faster R-CNN卷积神经网络,实现了多尺度钢轨表面缺陷的检测与识别。通过对所提出的检测算法进行对比实验,实验结果表明:裂纹、剥落、磨损三类缺陷的识别精度分别为91.87%,92.75%和91.52%,检测速度为每张图像0.265 s,优于已有的钢轨表面缺陷检测算法,能够很好地应用于实际项目中。     

高速动车用尾框磁粉探伤中异常磁痕的分析

采用探伤机对高速动车用尾框进行整体荧光湿法磁粉探伤，表面发现有裂纹缺陷磁痕积聚，通过反复检测，证明此磁痕是一种典型的非相关磁痕，可以通过局部热处理消除。     

影响铁路货车磁粉探伤质量的原因分析及对策

通过专项检查发现的问题,对影响货车磁粉探伤的原因进行了分析,提出了提高探伤设备性能、控好磁悬液质量、抓好工件表面清洁质量等提高磁粉探伤质量具体措施,以及时发现货车配件及轮对车轴裂纹、消除安全隐患,确保货车车辆运行安全。     

基于背景建模的钢轨表面缺陷像素级检测方法

钢轨表面缺陷具有独特性和稀疏性,利用机器视觉技术自动地检测钢轨表面缺陷仍存在很大挑战。提出一种基于背景建模的钢轨表面缺陷像素级检测方法,利用钢轨图像固有特性构建图像背景分布模型,找到背景分布簇中心,以定位到可疑像素点;提出一种钢轨表面缺陷像素级识别方法,根据可疑像素点的上下文特征和空间位置先验概率识别该像素点是否属于真实缺陷,并在钢轨缺陷数据集和实际线路上进行试验验证。研究结果表明:该方法在重载铁路和客运铁路2种钢轨缺陷数据集上均取得良好的识别性能,并在实际线路上达到100%的检测率。     

基于模糊熵和Hough变换的受电弓滑板裂纹检测方法

针对受电弓滑板裂纹故障将严重危及行车安全的问题,提出一种基于模糊熵和Hough变换的滑板裂纹检测方法。首先依据像素邻域内的灰度分布,提出一种基于区间二型模糊熵的边缘检测方法,可以获得主体特征增强的滑板边缘图像;然后,采用连通域方法去除孤立噪声点,获得主要包含边界线、接缝、螺钉和裂纹四类图形元素的滑板边缘图像;在此基础上,采用Hough变换分析各类图形元素在参数空间的特征分布,从而提出一种基于极角约束Hough变换的裂纹提取方法,通过有效地排除非裂纹图形元素的特征点,最终实现滑板裂纹的自动检测。仿真实验表明,本文的边缘检测方法能够获得线性特征增强的滑板边缘图像,为后续的Hough变换提供有利基础;本文的裂纹提取方法能够准确实现滑板裂纹的识别和定位。     

影响荧光磁粉探伤机探伤效果的原因及处理方法

铁道车辆是完成铁路运输任务的重要运载工具,车辆轮对是车辆上极为重要的部件,是保证车辆安全运行的关键部位。磁粉探伤是发现车辆轮对车轴表面疲劳裂纹的重要无损检测手段。荧光磁粉探伤机就是对铁道车辆轮对车轴进行磁粉探伤检查的专用设备,在确保车辆运行中不发生冷切事故上     

铁路货车车轮磁粉探伤方法研究

论述磁粉探伤机原理和探伤方法。针对货车车轴表面疲劳裂纹缺陷,阐述和分析采用3000型磁粉探伤机对车轮轮毂、辐板、轮辋进行磁粉探伤检查,提出修订轮对检修工艺,增加车轮探伤内容;对3000型磁粉探伤机进行技术改造;增加车轮探伤功能和建立故障反馈机制,并进行质量追溯建议。     

基于LoG梯度加权Haar-like特征的车轮裂纹检测

列车长时间运行后,车轮侧面出现许多裂纹,数量和尺寸达到一定标准后需进行更换,以保证安全。该标准定制的前提是对大量的车轮裂纹进行测量统计,而由人工进行这些工作需要大量的人力和物力,因此采用基于图像模式识别的自动检测能够节省大量的资源。文中主要研究列车车轮裂纹的检测定位算法,针对车轮表面裂纹的图像特征,提出一种基于LoG梯度加权Haar-like特征,能够有效地描述裂纹周围图像特性,从而更精确地进行裂纹描述,并提出改进的基于阈值限制LUT的Real-Adaboost机器学习算法训练裂纹检测分类器,进行快速精确的裂纹目标检测,实验部分验证了算法的有效性。     

定位像素篡改的安全脆弱水印算法

脆弱水印用于鉴定数字媒体的真实性和完整性,篡改检测性能和安全性是脆弱水印算法的两个重要指标。本文提出一种基于密钥生成和嵌入像素水印信息的安全脆弱水印算法,在不增加水印嵌入容量的前提下,采用邻域像素比较的篡改检测方法有效提高算法的篡改检测性能。本文首先利用混沌迭代生成水印信息,然后将生成的水印信息置乱加密后嵌入在原始图像的最低位。认证时,通过比较像素邻域中不一致像素数目与设定阈值的关系判定像素的有效性,并推导给出阈值的动态选取方法和篡改比例与虚、漏警概率关系。理论分析和实验结果表明该算法不仅能抵抗拼贴攻击(Collage Attack),而且提高精确定位水印算法的篡改检测性能。     

基于高通滤波和直方图均衡的钢轨裂纹红外图像增强技术

针对钢轨裂纹红外图像采集过程中产生的噪声大、对比度低的问题,以及传统直方图均衡化方法在对红外图像增强时灰度级减少和细节信息丢失等不足,提出频域增强与空域增强相结合的红外图像增强算法,以弥补传统算法在红外图像增强时的不足。在空间域上采用直方图均衡化对红外图像进行处理,提高图像对比度降低图像噪声;在频率域上采用高通滤波对红外图像进行锐化处理,增强图像的边缘和细节信息。仿真结果表明:该算法在对钢轨裂纹红外图像增强时很好地抑制了背景噪声,而且有效地凸显了钢轨裂纹内部微弱的细节纹理,保护图像的细节信息,为更好地提取钢轨裂纹的缺陷信息提供条件。     

隧道衬砌分岔裂缝特征提取研究

随着高速铁路的快速发展,高铁隧道的病害问题逐渐受到重视,而隧道衬砌分岔裂缝发育造成的衬砌剥落掉块已成为常见的隧道病害之一,因此对于分岔裂缝的检测与防治十分重要。基于数字图像处理的隧道衬砌裂缝特征提取研究方面,国内外专家学者已经做了很多工作,但大都基于单线裂缝,针对分岔裂缝的特征提取研究还很少。利用MATLAB软件编程,在单线裂缝特征识别的基础上,通过对分岔裂缝进行分支化处理,提取了分岔裂缝的拐点特征。并加入了分岔点生长编码作为分岔裂缝新的裂缝特征,该特征能够量化分岔裂缝的初始生长方向。经裂缝匹配试验验证,不同时期的分岔裂缝图像,其拐点特征和分岔点生长编码特征能够达到高度匹配。两种特征能够为分岔裂缝的机器自动化识别提供可靠依据,进而为实现隧道衬砌剥落掉块预警奠定基础。     

活性粉末混凝土梁斜裂缝宽度影响参数探析

为了分析剪跨比、配箍率、钢纤维体积率和纵筋率等不同参数对试验梁斜裂缝宽度的影响,进行4组11根HRB500级钢筋活性粉末混凝土简支梁的抗剪试验研究,并提出其最大斜裂缝宽度计算的建议公式。研究结果表明:剪跨比、钢纤维体积率、配箍率和纵筋率都对试验梁的斜裂缝宽度有一定的影响,剪跨比越小,试验梁的斜裂缝宽度越小;配箍率、钢纤维含量和纵筋率越大,试验梁的斜裂缝宽度越小;其中钢纤维体积率的影响最为明显。基于普通钢筋混凝土梁斜裂缝宽度计算公式构建的修正公式,可为HRB500级钢筋活性粉末混凝土简支梁的抗剪计算提供些许参考。     

基于Faster R-CNN的铁路扣件定位方法研究

准确的扣件定位是进行扣件状态检测、保障轨道交通车辆安全运行的基础,传统的基于图像处理的方法难以满足快速准确智能检测的需要。针对这一情况,提出一种基于改进FasterR-CNN的深度学习理论方法,进行扣件定位。首先,建立检测图像数据集并进行图像标注,然后根据实际扣件图像特点建立FasterR-CNN检测模型,利用标注数据优化模型中区域候选网络边框信息以提高检测的召回效率及精度。通过实际检测数据分析验证,本文提出方法提高了检测效率和定位效果,与其他目标检测方法相比,具有更高的召回率和识别准确度,能够快速准确进行扣件定位。     

基于多传感融合的有轨电车在途障碍物检测方法研究

有轨电车是一种具有混合路权的轨道交通方式,其行车安全主要依赖于信号系统及司机,因此研发一种能够辅助司机检查轨行区域安全的检测方法显得尤为重要。文章以SSD卷积神经网络的视觉障碍物检测方法为基础,通过多传感融合的方式,在其检测结果上融合激光雷达传感器的障碍物检测结果,实现对轨行区内障碍物的有效识别。实验证明,该方法对于列车在途障碍物有着较好的检测能力,是一种有效的列车行车安全辅助方法。     

不同纵筋率高强钢筋RPC梁抗剪承载力及剪切延性试验研究

为研究纵筋率对高强钢筋活性粉末混凝土梁剪切性能的影响,进行集中荷载下5根RPC梁的受剪试验,分析纵筋率对梁的斜裂缝宽度、剪切延性及抗剪承载力的影响。结果表明:试验梁的抗剪承载力随着纵筋率的提高而提高,而剪切延性随着纵筋率的提高而降低;采用高强钢筋的活性粉末混凝土梁,正常使用极限状态下斜裂缝最大宽度不超过0.3 mm。建立考虑纵筋作用的高强钢筋活性粉末混凝土梁抗剪承载力计算的经验公式,利用经验公式对搜集的27根梁进行计算,吻合较好且变异系数小。该公式具有一定的参考意义,可为高强钢筋活性粉末混凝土梁抗剪承载力的研究提供参考。     

基于FPGA和DSP的高速实时轨道巡检图像采集处理系统

基于FPGA和DSP的高速实时轨道巡检图像采集处理系统由光学系统、FPGA模块、DSP图像处理模块及上位机组成。为提升图像采集的质量,提出并设计线阵相机加激光光源的组合方案,用以有效滤除阳光干扰,避免图像过度曝光。针对高速实时采集需求,设计FPGA采集模块,实现巡检图像采集控制和传输。针对实时智能检测需求,开发基于DSP模块的JPEG压缩、钢轨区域识别和扣件定位算法以及基于工控机的扣件缺陷识别算法。设计上位机软件,实现用户交互及数据存储。试验测试结果表明:该系统对钢轨定位的准确率在99%以上,对扣件定位的准确率在90%以上,对异常扣件识别率在80%以上,系统检测的最高速度可达160 km·h-1。