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激光点源与线源激发表面波与钢轨缺陷作用的有限元仿真和实验
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作者 隋皓 高晓蓉 +2 位作者 罗林 朱宏娜 钟云杰 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第8期150-158,共9页
研究了点源、线源激光激发超声波对钢轨表面缺陷检测的影响。使用有限元法对比了这两种激发方式的声场、声波信号及对钢轨表面缺陷检测的有效性。通过有限元仿真分别对水平、垂直、斜45°的钢轨表面缺陷进行了检测并进行了实验验证... 研究了点源、线源激光激发超声波对钢轨表面缺陷检测的影响。使用有限元法对比了这两种激发方式的声场、声波信号及对钢轨表面缺陷检测的有效性。通过有限元仿真分别对水平、垂直、斜45°的钢轨表面缺陷进行了检测并进行了实验验证。实验与仿真结果一致表明,由激光线源激发的声表面波指向性好、信号幅值大,更利于钢轨表面缺陷的检测,且对不同类型的钢轨表面缺陷均具有较好的检测能力。 展开更多
关键词 测量 激光超声 钢轨表面缺陷 无损检测 声表面波 有限元法
广州地铁钢轨打磨工法探索及应用 预览
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作者 李仕游 张重阳 +2 位作者 程志全 陈德伟 赖派斌 《现代城市轨道交通》 2018年第12期44-48,共5页
介绍广州地铁钢轨病害的特点,对传统地铁打磨工法存的效率和安全风险进行了分析,并研究提出适合广州地铁钢轨病害消除的“三遍打磨工法”,以期为其他地铁在消除轨面病害工艺方面提供借鉴。
关键词 地铁 轨面病害 钢轨打磨
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基于简化粒子群优化的高铁钢轨智能检测技术 预览
3
作者 王曼 王姮 张华 《信息技术与网络安全》 2018年第2期77-80,共4页
钢轨图像对比度低,光照不均匀,含有阴影、锈迹、斑痕等干扰区域,使得钢轨表面缺陷实时检测成为视觉检测的难点。针对此问题,提出一种基于粒子群优化的钢轨表面缺陷分割方法,针对传统的OTSU阈值分割方法受图像对比度、信噪比等因素... 钢轨图像对比度低,光照不均匀,含有阴影、锈迹、斑痕等干扰区域,使得钢轨表面缺陷实时检测成为视觉检测的难点。针对此问题,提出一种基于粒子群优化的钢轨表面缺陷分割方法,针对传统的OTSU阈值分割方法受图像对比度、信噪比等因素影响较大的缺点,采用二维OTSU方法加以改进,提高缺陷分割的准确性,同时结合简化粒子群优化搜索方法,提高阈值分割速度,减少耗时。实验结果表明:本文方法可以有效地消除随机噪声,保留必要的缺陷信息,同时该方法具有较高的分割速度和精度,满足实时性要求。 展开更多
关键词 二维OTSU 简化粒子群优化 钢轨表面缺陷 分割
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基于图像灰度梯度特征的钢轨表面缺陷检测 被引量:6
4
作者 闵永智 岳彪 +1 位作者 马宏锋 肖本郁 《仪器仪表学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期220-229,共10页
利用机器视觉技术检测钢轨表面缺陷时,检测结果的准确性易受光照变化、钢轨表面反射不均和锈迹等因素的影响。为此,提出了基于图像灰度梯度特征的钢轨表面缺陷检测方法。首先,在设计钢轨表面缺陷检测装置的基础上,分析了钢轨图像中不同... 利用机器视觉技术检测钢轨表面缺陷时,检测结果的准确性易受光照变化、钢轨表面反射不均和锈迹等因素的影响。为此,提出了基于图像灰度梯度特征的钢轨表面缺陷检测方法。首先,在设计钢轨表面缺陷检测装置的基础上,分析了钢轨图像中不同区域的灰度和梯度特征;然后,基于双边滤波思想设计了背景平滑滤波器,利用局部灰度和梯度变化信息自适应调整不同特征区域的平滑程度,对原图像平滑得到背景图像;最后,将原图像与背景图像差分,通过对差分图像阈值分割并利用连通区域标记法,实现钢轨表面缺陷检测。实验结果表明,该方法可以在凸显图像缺陷部分的同时,有效减弱光照变化、钢轨表面反射不均和锈迹的影响,对不同轨道环境下的疤痕和裂纹缺陷均取得了较好的检测效果,缺陷漏检率和误检率分别为5.79%和6.84%,具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 机器视觉 钢轨表面缺陷 双边滤波 图像平滑 图像差分
基于灰度对比图与最大熵的钢轨图像分割 预览
5
作者 李晓梅 顾桂梅 常海涛 《铁道标准设计》 北大核心 2018年第4期52-56,共5页
针对CCD相机采集的钢轨表面图像灰度不均、过度曝光、噪声过大等导致的一维最大熵法无法准确分割缺陷的问题,提出一种将灰度对比图和形态学重构相结合,再用最大熵法进行分割的图像分割算法。首先求得钢轨图像的灰度对比图,接着将灰度对... 针对CCD相机采集的钢轨表面图像灰度不均、过度曝光、噪声过大等导致的一维最大熵法无法准确分割缺陷的问题,提出一种将灰度对比图和形态学重构相结合,再用最大熵法进行分割的图像分割算法。首先求得钢轨图像的灰度对比图,接着将灰度对比图经过形态学开-闭重构获得钢轨背景图像,然后将背景图像与灰度对比图相减,得到包含缺陷的差分图,最后将差分图用最大熵法进行分割。实验表明,提出的灰度対比图法能够很好地缓解光照不均,过度曝光对检测带来的影响,形态学开-闭重构不仅能够获得所需的背景模型还能抑制一定的噪声,该算法简单、有效、鲁棒性较高,分割精度可以达到90%。 展开更多
关键词 钢轨 表面缺陷 过度曝光 最大熵 形态学重构 灰度对比图
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钢轨表面缺陷自动检测系统应用 预览
6
作者 赵铁英 田颖鹏 刘志强 《包钢科技》 2017年第4期57-59,72共4页
目前钢轨表面缺陷的检查主要依靠人工目视觉检测的方式,但这种方式存在易疲劳、检测速度慢和检出率低等缺点。钢轨在线表面缺陷检测系统,通过高速、超高分辨率数字图像采集技术,获得高清晰钢轨表面图像;运用图像处理和检测技术,准确定... 目前钢轨表面缺陷的检查主要依靠人工目视觉检测的方式,但这种方式存在易疲劳、检测速度慢和检出率低等缺点。钢轨在线表面缺陷检测系统,通过高速、超高分辨率数字图像采集技术,获得高清晰钢轨表面图像;运用图像处理和检测技术,准确定位缺陷位置;利用现代人工智能技术,计算缺陷几何和灰度特征,对缺陷进行分类识别。 展开更多
关键词 钢轨表面缺陷 自动检测 图像处理 双目立体视觉
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钢轨表面图像冗余信息的模糊匹配算法 预览 被引量:2
7
作者 王耀南 尹逊帅 +1 位作者 贺振东 穆雪峰 《湖南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期75-80,共6页
为了解决高速铁路轨道表面缺陷机器视觉检测系统中采集图像的冗余问题,本文提出一种钢轨表面图像冗余信息的模糊匹配算法.该种算法首先采用竖直投影法提取钢轨表面区域;之后对钢轨表面区域进行预处理并二值化,得到缺陷的位置信息;然后... 为了解决高速铁路轨道表面缺陷机器视觉检测系统中采集图像的冗余问题,本文提出一种钢轨表面图像冗余信息的模糊匹配算法.该种算法首先采用竖直投影法提取钢轨表面区域;之后对钢轨表面区域进行预处理并二值化,得到缺陷的位置信息;然后通过感知哈希算法,得到钢轨表面缺陷的形态信息;最后计算缺陷的位置误差和形态相似度,基于模糊匹配算法,得到匹配结果.通过实验验证,该算法能有效识别系统图像中的冗余部分,准确率达到97.5%. 展开更多
关键词 机器视觉 钢轨 表面缺陷 模糊匹配
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基于机器视觉的钢轨表面缺陷三维检测方法 预览 被引量:4
8
作者 王时丽 刘桂华 《微型机与应用》 2015年第19期10-13,共4页
提出了一种二维视觉与三维视觉相结合的钢轨表面缺陷检测方法。该方法通过线阵相机采集二维图像,由激光扫描仪采集钢轨深度信息,最后将这两组数据传送回主机,用Halcon和VC编写上层图像处理软件,获得钢轨表面缺陷的大小、形状、位置及深... 提出了一种二维视觉与三维视觉相结合的钢轨表面缺陷检测方法。该方法通过线阵相机采集二维图像,由激光扫描仪采集钢轨深度信息,最后将这两组数据传送回主机,用Halcon和VC编写上层图像处理软件,获得钢轨表面缺陷的大小、形状、位置及深度,实现了全面检测钢轨表面缺陷。实验表明,与二维图像识别,或者与单独使用三维扫描检测相比,本系统检测效果更好。 展开更多
关键词 二维视觉 三维视觉 激光扫描仪 钢轨表面缺陷 HALCON
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铁轨表面缺陷图像增强与分割算法 预览 被引量:7
9
作者 邬锋 茅正冲 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2015年第10期159-162,349共5页
铁轨表面缺陷严重影响铁路系统的运行质量和安全,但是因采集的铁轨图像光照不均匀且变化的表面反射率使铁轨表面缺陷检测成为视觉检测系统的难点。提出了局部对比度测量法和改进的最大熵法来对铁轨图像进行对比度增强和自动阈值分割。... 铁轨表面缺陷严重影响铁路系统的运行质量和安全,但是因采集的铁轨图像光照不均匀且变化的表面反射率使铁轨表面缺陷检测成为视觉检测系统的难点。提出了局部对比度测量法和改进的最大熵法来对铁轨图像进行对比度增强和自动阈值分割。实验结果表明,局部对比度测量法可以使缺陷区域明显突出于背景区域并使背景均衡化;改进最大熵法所得阈值比普通最大熵法更小,消除更多的噪声且保持了必要的缺陷信息;最终铁轨表面缺陷检测的准确率和检全率都有较大的提高。 展开更多
关键词 铁轨表面缺陷 图像增强 局部对比度测量法 自动阈值分割 改进最大熵
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基于反向P-M扩散的钢轨表面缺陷视觉检测 预览 被引量:21
10
作者 贺振东 王耀南 +1 位作者 毛建旭 印峰 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期1667-1679,共13页
研制了一种基于反向P-M(Perona-Malik)扩散的钢轨表面缺陷视觉检测装置,该装置可自动获取钢轨表面图像,并实现实时检测与定位钢轨表面缺陷.钢轨图像具有光照变化、反射不均、特征少等特点,为了在运动过程中从复杂的钢轨表面图像... 研制了一种基于反向P-M(Perona-Malik)扩散的钢轨表面缺陷视觉检测装置,该装置可自动获取钢轨表面图像,并实现实时检测与定位钢轨表面缺陷.钢轨图像具有光照变化、反射不均、特征少等特点,为了在运动过程中从复杂的钢轨表面图像提取缺陷,首先将图像进行反向P-M扩散,然后将扩散后的图像与原图像进行差分,从而减小了上述因素的影响,最后将差分图像进行二值化操作,根据缺陷边缘特性和面积进行滤波,分割出缺陷图像.实验仿真和现场测试结果表明,该方法能很好地识别块状缺陷和线状缺陷,并且检测速度、精度、识别率和误检率都能很好地满足要求. 展开更多
关键词 反向P-M扩散 图像差分 钢轨表面缺陷 视觉检测
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线扫描铁轨表面缺陷成像与检测 预览 被引量:2
11
作者 肖昌炎 贾康成 王耀南 《湖南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期64-69,共6页
基于线扫描的机器视觉成像系统,用于采集铁轨表面图像,提出一种以图像增强和自动阈值分割为核心的缺陷检测算法,该算法能够准确检测出铁轨表面缺陷.图像增强采用局部零均值法,克服了铁轨表面光线反射不均的缺点,提高了缺陷和背景的区分... 基于线扫描的机器视觉成像系统,用于采集铁轨表面图像,提出一种以图像增强和自动阈值分割为核心的缺陷检测算法,该算法能够准确检测出铁轨表面缺陷.图像增强采用局部零均值法,克服了铁轨表面光线反射不均的缺点,提高了缺陷和背景的区分度.自动阈值分割采用强调概率的最大背景类方差法,取到的阈值使背景类方差最大的同时保持缺陷出现概率较小.将本文的核心方法与传统方法进行对比实验,验证了该算法的有效性和快速性,具有一定的实用价值. 展开更多
关键词 机器视觉 铁轨 表面缺陷 图像增强 自动阈值分割
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一种融合双光源成像系统的钢轨表面缺陷检测方法 预览
12
作者 陈谋钦 苏真伟 +1 位作者 乔丽 张朝勇 《计算机测量与控制》 北大核心 2013年第5期1181-1182,1185共3页
针对出厂钢轨表面缺陷检测的难题,提出了一种融合二维图像检测和结构光三维检测的钢轨表面缺陷检测方法;一台线扫描相机和一台面阵相机分别在LED线光源和结构光照明下采集钢轨表面图像,分别获取图像特征,并计算缺陷的参数,然后系... 针对出厂钢轨表面缺陷检测的难题,提出了一种融合二维图像检测和结构光三维检测的钢轨表面缺陷检测方法;一台线扫描相机和一台面阵相机分别在LED线光源和结构光照明下采集钢轨表面图像,分别获取图像特征,并计算缺陷的参数,然后系统综合利用缺陷在可见光和结构光照明条件下的信息进行缺陷识别;实验结果表明,该方法能有效避开伪缺陷的干扰,并能提高缺陷几何形状的检测精度。 展开更多
关键词 结构光 二维图像 融合 钢轨 表面缺陷
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在线轨面伤损检测软件系统优化设计与实现 预览
13
作者 刘恒 张军 +2 位作者 戴广宇 吕堃林 陈哲 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期372-379,共8页
针对实际应用中轨面伤损检测系统检测速度较慢的问题,在保证检测精度的前提下,结合轨面图像特点及软件工程的思想,提出了面向算法、编程技术和存储介质3个层面的优化方法。算法优化通过重新设计算法流程,合理取舍步骤,实现算法到CPU的... 针对实际应用中轨面伤损检测系统检测速度较慢的问题,在保证检测精度的前提下,结合轨面图像特点及软件工程的思想,提出了面向算法、编程技术和存储介质3个层面的优化方法。算法优化通过重新设计算法流程,合理取舍步骤,实现算法到CPU的高效映射;编程技术优化使用多线程编程,通过并行运算充分利用处理器的多核优势;存储介质优化通过使用读写快、质量轻、能耗低、体积小的固态硬盘进行图像读写,有效地提升了硬件效率。实验结果表明,优化后平均每幅轨面图像检测耗时由17.94ms降低到仅8.33ms,速度提升了53.57%,在分辨率为1mm的精度下换算成车速约为207km/h,可以满足铁路轨面伤损在线检测需求。 展开更多
关键词 轨面伤损检测 软件优化 算法优化 多线程编程 固态硬盘 在线检测
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基于图像传感器的铁轨表面缺陷视觉检测算法 预览 被引量:5
14
作者 茅正冲 邬锋 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第9期141-144,共4页
铁轨表面缺陷严重影响铁路系统的运行质量和安全,提出了基于图像传感器的铁轨表面缺陷视觉检测算法,并重点研究了图像增强和自动阈值分割。采用局部对比度测量法增强铁轨图像对比度,使缺陷区域明显突出于背景区域;采用改进的最大类间方... 铁轨表面缺陷严重影响铁路系统的运行质量和安全,提出了基于图像传感器的铁轨表面缺陷视觉检测算法,并重点研究了图像增强和自动阈值分割。采用局部对比度测量法增强铁轨图像对比度,使缺陷区域明显突出于背景区域;采用改进的最大类间方差法分割铁轨增强图像,消除了更多的噪声且保持了必要的缺陷信息。实验结果表明:铁轨表面缺陷检测的准确率和检全率分别达到86.1%和91.9%。 展开更多
关键词 铁轨表面缺陷检测 图像传感器 图像增强 自动阈值分割
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一种基于LED和线激光的钢轨表面缺陷检测系统 预览 被引量:5
15
作者 张朝勇 苏真伟 +1 位作者 乔丽 陈谋钦 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第36期9877-9880,9884共5页
提出了一种二维视觉和三维视觉相结合的钢轨表面缺陷检测方法.钢轨踏面分别在LED板光源和激光线光源的照射下,由两台面阵相机单独采集图像.扫描钢轨表面并把图像传送回主机,通过特征提取和图像处理,分别获取表面缺陷的大小和形状,以及... 提出了一种二维视觉和三维视觉相结合的钢轨表面缺陷检测方法.钢轨踏面分别在LED板光源和激光线光源的照射下,由两台面阵相机单独采集图像.扫描钢轨表面并把图像传送回主机,通过特征提取和图像处理,分别获取表面缺陷的大小和形状,以及缺陷的深度信息.实现了视频和激光检测的融合与互补.实验表明,与单独使用可见光图像识别,或者单独使用线激光检测相比,系统检测效果更好. 展开更多
关键词 机器视觉 激光三角法 钢轨表面缺陷 图像处理
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高强耐磨钢轨顶表面缺陷的修复 预览 被引量:5
16
作者 丁韦 魏思宇 《中国表面工程》 CAS CSCD 1999年第1期 37-40,共4页
本文介绍了高强 耐磨钢轨表面缺陷修复方法。采用研制的加热装置对钢轨踏面预热4min,可以保证在100mm范围内堆焊后,钢轨热影响区不出现马氏体组织。
关键词 高强耐磨钢轨 表面缺陷 电弧焊 修复 钢轨
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粗糙集理论在钢轨表面缺陷分类中的应用 预览
17
作者 王胜春 戴鹏 +2 位作者 袁伟民 杜馨瑜 王昊 《铁道建筑》 北大核心 2018年第9期109-113,共5页
基于机器视觉的钢轨表面缺陷检测系统已被广泛使用,但之前的工作大都关注于缺陷的检测,对缺陷的后分类研究却鲜有涉及。缺陷后分类不仅可实现扣件异常的归类,而且有利于去除诸如泥污、斑点、噪声、轨缝等造成的干扰。本文提出的缺陷分... 基于机器视觉的钢轨表面缺陷检测系统已被广泛使用,但之前的工作大都关注于缺陷的检测,对缺陷的后分类研究却鲜有涉及。缺陷后分类不仅可实现扣件异常的归类,而且有利于去除诸如泥污、斑点、噪声、轨缝等造成的干扰。本文提出的缺陷分类方法包括2个步骤:首先基于几何形状和灰度统计实现了缺陷分类特征的快速提取;然后利用粗糙集理论提取了缺陷的分类规则。试验结果验证了提取特征的有效性,在测试集上的分类精度达到90.8%,取得了令人满意的分类结果。 展开更多
关键词 客货共线铁路 钢轨表面缺陷 缺陷分类 模型试验 粗糙集理论
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基于PMP的钢轨三维面型复原及表面缺陷检测 预览 被引量:1
18
作者 段帆 李金龙 +1 位作者 罗林 高晓蓉 《信息技术》 2017年第5期72-74,78共4页
随着现代轨道交通高速和重载的发展,轨道磨损问题加剧,对钢轨的外形尺寸及表面缺陷检测的需求也愈加突出。相位测量轮廓术(PMP)具有非接触、高精度、易于自动控制的特点,常用于精密三维面型复原。基于PMP技术及Stoilov相移算法,采集... 随着现代轨道交通高速和重载的发展,轨道磨损问题加剧,对钢轨的外形尺寸及表面缺陷检测的需求也愈加突出。相位测量轮廓术(PMP)具有非接触、高精度、易于自动控制的特点,常用于精密三维面型复原。基于PMP技术及Stoilov相移算法,采集三帧具有固定相移的钢轨外形变形条纹图像,用枝切法进行相位展开,重建了钢轨的三维面型分布,并对钢轨表面人造缺陷进行复原和测量。该方法为轨道磨耗及表面缺陷的高精度在线检测提供良好借鉴。 展开更多
关键词 相位测量轮廓术(PMP) 钢轨磨耗 表面缺陷 三维面型复原
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