基于结构光视觉传感技术的轮对测量新方法

非接触式轮对自动测量新方法利用先进的结构光视觉传感技术完成轮对各参数的测量.通过结构光扫描轮对,在轮对不同的部位产生相应的变形光,利用视觉传感及图像处理等技术提取结构光变形曲线,获取轮对几何信息,实现轮对外形尺寸、轮对踏面擦伤和剥离等多个参数的在线非接触测量.该方法简单、可靠,测量精度为±0.2 mm.     

基于结构光视觉传感的轮对踏面擦伤快速检测

研究一种基于结构光视觉传感的铁路车辆轮对踏面擦伤快速检测方法.通过控制轮对转动速度,并以结构光扫描轮对踏面及应用CCD(Charge Coupled Device)视觉传感器实时采集轮对踏面外形特征信息,经过图像数字滤波、基准校正、边缘识别和空间坐标变换等算法,建立踏面擦伤数字矩阵.在此基础上,进行踏面擦伤特征信号的分析和提取,实现轮对踏面擦伤最大深度及形状的非接触快速准确检测.本文给出了试验结果,并分析了踏面数字矩阵的建立过程和视觉传感器标定对擦伤测量的影响.试验证明本文方法实用、可靠,可有效提高轮对踏面擦伤测量精度和效率.     

新型轮对参数自动测量装置

介绍一种自动测量铁路车辆轮对参数并实现计算机自动化管理的新装置.该装置采用工业控制计算机、结构光视觉传感器以及各种先进的测试和控制技术,实现了对包括轮对外形尺寸、车轮踏面擦伤和剥离等多个参数的全自动非接触测量,可显著提高工作效率和轮对测量精度.     

基于图像处理的车辆轮对等效锥度研究

提出一套基于双目视觉系统的轮对踏面自动检测及等效锥度计算系统。系统采用激光光源,通过CCD相机获取镟修轮对的踏面图像,对图像采用灰度化、滤波、边缘检测、分割、膨胀、腐蚀等处理方法,获取踏面轮廓参数,采用Simpack与Microsoft Visual Studio软件相结合,改进并简化UIC 519计算方法,实现轮对的等效锥度计算。该系统提高了车辆轮对等效锥度的计算效率与精度,有助于优化镟修轮对检测流程,保障车辆运行安全。     

轨道检测系统钢轨图像标定误差试验研究

GJ-6型轨道检测系统采用线结构光视觉测量组件动态采集钢轨图像,实时测量钢轨横向位移、钢轨垂向位移、钢轨磨耗等重要轨道几何参数。钢轨图像线结构光视觉测量组件采用针板靶标进行标定。本文基于线结构光视觉测量原理,从几何光学角度建立靶标深度方向一维相机投影模型,在此基础上设计钢轨图像标定试验,研究钢轨图像针板靶标标定误差的成因及大小。试验结果表明:针板靶标靶面倾斜及成像像素点偏移导致钢轨图像标定产生误差;随着针板靶标靶面倾斜及成像像素点偏移增大,钢轨图像标定误差不断增大。     

轮对参数自动检测新装置

介绍一种自动测量铁路车辆轮对参数并实现计算机自动化管理的新装置,详细论述了新装置的结构、工作原理和测量方法。该装置融合结构光视觉传感技术、步进驱动技术、图像处理技术以及各种先进的测试和控制技术,实现了包括轮对外形尺寸、踏面擦伤和剥离等多个参数的全自动非接触测量,显著提高了工作效率和轮对测量精度。     

一种单轨列车受电弓滑板磨耗检测系统的设计

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0.300 1 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。     

基于线结构光的轮对踏面测量方法研究

及时、高精度地测量列车轮对表面参数对铁路安全运输非常重要。尽管激光扫描测量法具有测量精度高和不易于磨损的优点,但目前国内外采用该方法测量车轮踏面时,实际测量精度和效果均不理想。提出一种基于激光线扫描测量法的轮对表面参数测量方法。系统基于三角测量原理,利用2个面阵CCD(Charge-coupled device)摄像机,获取来自被照射部分车轮表面的“散射”光图像。通过图像识别、特征提取、数据处理等方法,快速获取轮对踏面的参数。实验研究表明,该列车轮对踏面参数测量方法具有检测速度快、精度高的特点。     

基于机器视觉技术的列车脱轨试验研究

提出一种基于机器视觉技术的列车脱轨运动检测方法。该方法采用高速摄像机记录脱轨防护器以及脱轨轮对运动情况,利用摄像机标定技术建立图像平面与三维空间的对应关系,完成对列车运动轨迹以及纵向运动参数的测量。该测量方法解决了破坏性试验中测试系统安装的难点,突破传统测试方法,所需设备较少,试验现场适应性强。     

铁路货车钩舌自动检测系统

为实现对钩舌的厚度、外涨、锁面磨耗量、销孔直径和锁面座入量的自动检测,提高货车钩舌的检测精度和效率,研究开发铁路货车钩舌自动检测系统.该系统主要由机械、控制和软件3个系统组成.采用基于视觉检测的线结构光传感器,并与运动机构相结合建立系统模型,并对系统模型参数进行标定.通过系统模型将机构的运动量和线结构光传感器扫描得到的检测数据转换为检测坐标系下的钩舌点云数据.采用范围过滤、均值滤波等算法对检测数据进行降噪处理,并通过特征提取算法计算检测值.实地试验性应用结果表明:该系统能够对所有型号货车钩舌的5个检测项目进行检测,达到了货车钩舌的检测要求.     

城轨车辆轮对尺寸在线动态检测系统

提出了一种采用2D激光位移传感器的轮对尺寸在线检测系统。首先介绍了系统的结构,主要由磁钢、车号识别系统、2D激光位移传感器和工控机等组成,然后详细描述了斜入射激光三角法的工作原理,以及轮缘高、轮缘厚及轮径等轮对尺寸参数的测量原理,最后对系统进行了现场试验,试验结果表明该系统一致性优于人工测量,具有快速、准确且可靠等优点,满足轮对测量与维修的需求。     

线结构光视觉系统标定方法研究

在采用传统的线结构光平面标定方法时，一般采取有限个点，个别误差点的存在会导致标定过程失败。为了解决这一问题，提出线结构光视觉系统标定方法。这种方法利用多视觉下靶标图像获取摄像机内部参数和畸变系数，采用直线拟合方法扩展点的数量，并用随机采样一致性算法筛选出有效点，这些点用于计算光平面参数。开展线结构光视觉系统标定方法验证试验。试验结果表明，标定精度可达到0.317 1 mm；与传统标定方法相比，线结构光视觉系统标定方法能够增加特征点的数量，提高光平面的计算准确度，具有较好的鲁棒性和较高的标定精度。     

基于多传感器融合的视觉感知困难样本挖掘方法

视觉感知困难样本能有效提升自动驾驶场景中目标检测算法的性能,但是这些样本通常稀少且难以通过简单手段获取.针对该问题,文章提出一种基于多传感器融合的视觉感知困难样本挖掘方法.该方法利用雷达点云分割出来的障碍物目标对图像检测目标进行交叉复核,基于实际障碍物在多传感器间的映射关系挖掘图像目标检测算法难以识别或者未加入模型训练的样本,并将这些困难样本通过云边协同机制用于图像目标检测模型的重训练和远程部署,实现模型的优化迭代更新.试验表明,该方法可以有效挖掘矿用卡车自动驾驶场景的困难样本,通过增量迁移学习显著提升图像目标检测算法性能.同时,该算法对轨道交通等领域自动驾驶场景也具有重要的指导意义.     

铁路车辆轮对自动检测系统的研制

介绍一种可自动测量铁路货车轮对参数并实现计算机自动化管理的系统，对其结构和一些关键技术作了较详细的分析。分析表明，该系统采用工业控制计算机、精密传感器、摄像机以及各种先进的测试和控制技术，对包括轮对外形尺寸、轮对踏面擦伤、剥离以及车轴、轮对和标志板的标记等20多个参数实现动态在线测量，大大提高了工作效率和检测精度，解决了目前轮对测量手段落后、测量误差大、劳动强度高等问题。     

铁路货车轮对自动检测系统

介绍一种可自动测量铁路货车轮对参数的系统结构及其工作原理。该系统采用工业控制计算机、精密传感器以及各种先进的测试和控制等技术,实现了轮对外形尺寸、轮对踏面擦伤、剥离等多个参数的在线测量,并按车统 1C轮对卡片输出,提高了工作效率和检测精度。     

接触网几何参数测量中的车辆振动补偿方法研究

基于车载方式进行接触网几何参数高精度测量必须进行车辆振动补偿。采用结构光立体视觉技术,研究基于2个激光二维传感器的车辆振动补偿方法。运用激光二维传感器扫描钢轨获得钢轨内侧轮廓的二维位移数据,经过空间坐标变换、数据预处理、钢轨特征提取和补偿参数计算4个环节,实现车辆相对钢轨平面的空间姿态参数的光学非接触式测量。基于车辆振动补偿方法的接触网几何参数检测装置经中国铁道科学研究院集团有限公司环行铁道试验基地和既有运营线路进行现场测试,结果表明:车体振动补偿准确有效,检测装置可准确测量拉出值和导高等接触网几何参数,测量数据重复性良好,在运营线路接触网周期性动态巡检中有效检出了拉出值等接触网几何参数超限。     

基于机器视觉的轨距检测方法研究

提出了一种基于机器视觉的轨距检测方法,该方法采用4个CCD摄像机和2个红色扇形光源构成检测系统。对检测系统进行了定标分析,采用提取分量的方式对图像的目标区域和背景区域进行分割,利用图像差影法去除噪声,应用自适应迭代阈值法对图像进行二值化处理,并通过膨胀和细化算法得到轨道的截面轮廓线。试验结果表明,该方法能有效地实现轨距参数的高精度动态测量,精度可达到0.07mm。     

基于机器视觉的轨距检测系统设计

一种基于机器视觉的轨距检测系统是通过硬件触发和软件多线程并行处理流程实现4台摄像机的同步图像采集处理、视觉计算、结果记录和通信。设计和推导了检测系统定标方法和轨距点获取的定标方法。试验测量结果表明:该检测系统适用于轨距参数的精确测量,精度可到达0.2 mm,重复性好,可有效地实现轨距参数的高精度动态测量。     

数字化钢轨外形检测

钢轨断面几何尺寸、平直度和扭曲度关系着铁路运行的安全性、平稳性和速度。现有钢轨外形检测方法主要采用人工手动检测,无法满足铁路发展需求。本文提出了一种基于线结构光传感器的数字化钢轨外形检测新方法。该方法具有检测效率高、测量精度高、数据易保存、使用便捷等优点,能够实时再现钢轨的三维立体图像,并完成钢轨断面几何尺寸、平直度和扭曲度的全面检测。重复性试验和对比试验结果表明该方法具有良好的可靠性、稳定性。     

隧道净空全断面测量中多视觉传感器全局标定方法

隧道净空全断面视觉检测系统空间测量尺度大、视觉传感器分布广、不同视觉传感器无公共视角。采用合适方法对其进行高精度全局标定,是实现隧道净空全断面高精度测量的关键。本文将二维平面靶标与一维靶标相结合,对视觉测量系统进行全局标定:采用二维平面靶标对单个摄像机内部参数进行离线标定;借助一维靶标上距离已知的共线特征点作为约束条件,求解相邻摄像机外部参数,通过相邻摄像机外部参数两两换算,逐个求取单个摄像机坐标系与全局坐标系外部参数,同理求得激光平面方程系数。综合所有摄像机内外部参数、激光平面方程系数,建立隧道净空全断面视觉测量模型。对研制的隧道净空全断面动态测量系统进行标定和动态测量试验,结果表明该标定方法切实可行。