基于機(jī)器視覺的熱態(tài)重軌表面缺陷檢測關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、重軌在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中具有舉足輕重的作用，其質(zhì)量是保障鐵路安全運輸?shù)闹匾獥l件。重軌表面缺陷是影響重軌質(zhì)量的一個重要因素，熱態(tài)重軌缺陷檢測為加強(qiáng)軋制工藝管理，改善工人勞動條件，提高重軌表面質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。機(jī)器視覺是用計算機(jī)來分析從攝像機(jī)獲得的圖像的一種方法。視覺檢測技術(shù)具有非接觸、速度快、精度合適、現(xiàn)場抗干擾能力強(qiáng)等突出的優(yōu)點，在實際中顯示出廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文以國內(nèi)某大型鋼鐵企業(yè)的熱態(tài)重軌的檢測現(xiàn)狀為應(yīng)用背景，對熱態(tài)

2、重軌缺陷圖像和常用檢測方法做了大量的分析和研究，針對目前采用的人工肉眼檢測缺陷的不足，對缺陷圖像檢測采用了新的方法：基于機(jī)器視覺、圖像分割以及支持向量機(jī)的檢測方法。論文主要研究內(nèi)容如下：
　?、僭诜治霈F(xiàn)場熱態(tài)重軌的運動狀態(tài)及檢測工藝的基礎(chǔ)上，合理地選擇了能夠全面地實時監(jiān)測熱態(tài)重軌表面的測點；對國內(nèi)外常用表面檢測技術(shù)做了分析對比，采用了機(jī)器視覺技術(shù)非接觸地直接采集熱態(tài)重軌表面的完整圖像，根據(jù)熱態(tài)重軌表面特點及缺陷檢測系統(tǒng)的主要技術(shù)要

3、求，設(shè)計了系統(tǒng)的硬件和軟件構(gòu)成。
　　②研究實時采集和高速傳輸熱態(tài)重軌表面精密圖像的方法。采用了離散化的采集模式，設(shè)置4個單獨的采集單元，且采集單元具有良好的互換性。通過計算和分析，選取合適的相機(jī)、鏡頭，充分利用了熱態(tài)重軌自身熱輻射的紅外光的均勻性，調(diào)節(jié)好曝光時間、線頻等采集參數(shù)，設(shè)計了圖像采集單元的擺放位置和成像角度，充分保證圖像的平滑、完整和豐富的色彩及細(xì)節(jié)信息。采用了基于TCP/IP協(xié)議的千兆網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，保證了圖像的快速傳

4、輸。
　　③在動態(tài)獲取重軌圖像后，利用圖像處理相關(guān)技術(shù)，對復(fù)雜背景下的缺陷圖像識別，采用了圖像信息定位算法縮小了感興趣區(qū)，減少了干擾信息。通過對大量缺陷圖像的研究，有效利用專家經(jīng)驗，找出重軌表面缺陷圖像的各種特征參數(shù)，針對現(xiàn)場樣本少、不規(guī)則性強(qiáng)的特點，選取了支持向量機(jī)的分類方法，反復(fù)訓(xùn)練缺陷圖像樣本，實現(xiàn)重軌表面缺陷的標(biāo)定和分類識別。
　?、苷n題以Windows2000為操作系統(tǒng)平臺，以VC++6.0和Matlab7.0為開