【摘 要】
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伴随国民经济的飞跃进步和铁路交通事业改革的不断推进,铁路车辆的运用向着重载、高速、高密度的模式转变,列车故障检测的高效性和准确性对于列车安全运行的意义更加凸显。本文以轨旁设备采集到的转向架侧方图像为研究对象,开展基于图像的转向架部件自动定位与故障识别的研究。具体主要进行了以下几个方面的研究工作:(1)论文针对转向架部件类型复杂和故障特征各异的特点和对检测实时性的需求,提出采取先定位不同部件,再针对
【基金项目】
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国家重点研发计划课题“轨道交通装备及关键零部件运行质量全流程检测评估与服务管理关键技术(2019YFB1405401)”;
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伴随国民经济的飞跃进步和铁路交通事业改革的不断推进,铁路车辆的运用向着重载、高速、高密度的模式转变,列车故障检测的高效性和准确性对于列车安全运行的意义更加凸显。本文以轨旁设备采集到的转向架侧方图像为研究对象,开展基于图像的转向架部件自动定位与故障识别的研究。具体主要进行了以下几个方面的研究工作:(1)论文针对转向架部件类型复杂和故障特征各异的特点和对检测实时性的需求,提出采取先定位不同部件,再针对不同部件的不同的故障特征提出故障识别算法的方法。针对图像的质量和纹理信息易受不同光照条件、不同型转向架和遮挡物或污渍的影响,提出了一种基于轮廓特征的部件定位方法,利用轮廓特征及建立的几何数学模型完成不同部件的自动定位。通过对真实图像进行部件的定位,发现基于轮廓特征定位算法对转向架图像中表面纹理变化的鲁棒性好。(2)论文针对锁紧板偏转故障,分析了锁紧板偏转故障图像中存在的角度特征,并针对角度特征提出了基于形状模板和截断特征的两种锁紧板偏转故障识别方法。通过比较两种识别算法对真实图像和仿真图像的检测结果,得出基于形状模板的识别算法能准确的对锁紧板偏转故障(偏转角度>5°)进行识别,且识别速率能达到实时检测的要求。同时,发现将锁紧板下边缘线是否有角度特征作为锁紧板是否偏转的判断依据,具有很高的可靠性。(3)论文针对挡键的丢失故障,提出了基于模板匹配及形状模板的两种挡键丢失故障识别方法。通过比较基于模板匹配算法中的输入图像的大小、模板集中模板数对识别速度的影响和对真实图像的检测结果,发现基于模板匹配的识别算法的检测率较高,但识别速度易受模板集中模板数和输入图像的大小的影响,且当待检测图像的大小增加到一定大小时,就无法满足实时检测的需求。基于形状模板的识别算法则能在检测率较高的基础上,还能达到较高的识别速率,满足故障检测的实时性。
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