鋼軌作為輪軌接觸的主要部件,承受著車輛載重與車體自重的全部壓力。在列車車輛運行過程中,鋼軌磨耗與非正常傷損發(fā)生率較高,車輛運行狀態(tài)易受影響,因而加強對鋼軌表面缺陷檢測非常重要。本文通過對近年鋼軌表面缺陷檢測與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)研究,發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外學(xué)者雖然基于多種模態(tài)檢測技術(shù)開發(fā)了一系列檢測設(shè)備,但大多數(shù)仍停留在實驗室研究階段未投入現(xiàn)場應(yīng)用。究其原因,主要由于這些檢測技術(shù)對于檢測設(shè)備硬件與搭載車輛要求較高。針對此問題本文面向應(yīng)用設(shè)計了一種基于GPRS無線傳輸和圖像處理技術(shù)的鋼軌表面缺陷檢測軟、硬件系統(tǒng)。本文設(shè)計的鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)包含圖像采集、傳輸、處理硬件系統(tǒng)和圖像處理與分析軟件系統(tǒng)兩部分。由對比選定的STM32單片機、相機模塊、GPRS無線傳輸模塊、工作站等硬件設(shè)備完成硬件系統(tǒng)的搭建,然后應(yīng)用其完成對不同場景下鋼軌表面圖像數(shù)據(jù)的采集、傳輸和存儲。在Windows系統(tǒng)下基于matlab GUI平臺完成包含采集圖像預(yù)處理、特征區(qū)域提取、缺陷檢測與評價、參數(shù)分析存儲等功能模塊的鋼軌表面缺陷檢測軟件系統(tǒng)設(shè)計。為了驗證本文設(shè)計的鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)的精確性和穩(wěn)定性,本文通過對鐵道工程訓(xùn)練中心實訓(xùn)場無砟... 

【文章來源】：石家莊鐵道大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 鋼軌表面缺陷檢測技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋼軌表面缺陷檢測技術(shù)簡介
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 無線通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 無線通信技術(shù)簡介
        1.3.2 鋼軌檢測通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 本文主要工作與章節(jié)安排
    1.5 本章小結(jié)
第二章 鋼軌表面缺陷特征分析與方案架構(gòu)設(shè)計
    2.1 鋼軌表面缺陷特征分析
        2.1.1 鋼軌表面缺陷種類研究
        2.1.2 鋼軌表面缺陷特征分析
    2.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)方案
    2.3 鋼軌表面缺陷檢測采集與傳輸系統(tǒng)架構(gòu)
    2.4 圖像數(shù)據(jù)處理流程
    2.5 本章小結(jié)
第三章 鋼軌表面缺陷檢測與傳輸系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)
    3.1 系統(tǒng)硬件總體方案設(shè)計
    3.2 鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計
        3.2.1 處理器
        3.2.2 攝像頭模塊
        3.2.3 顯示屏
        3.2.4 SD卡接口設(shè)計與實現(xiàn)
        3.2.5 鋼軌表面缺陷圖像采集系統(tǒng)的實現(xiàn)
    3.3 采集數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)
        3.3.1 基于GPRS的 SIM808 模塊
        3.3.2 圖像傳輸系統(tǒng)的實現(xiàn)
    3.4 工作站簡介
    3.5 本章小結(jié)
第四章 鋼軌表面缺陷圖像檢測算法
    4.1 鋼軌圖像預(yù)處理
        4.1.1 圖像粗分割
        4.1.2 圖像平滑去噪
    4.2 鋼軌表面邊緣檢測與區(qū)域分割
        4.2.1 鋼軌表面區(qū)域邊緣檢測
        4.2.2 鋼軌表面區(qū)域分割算法
    4.3 鋼軌表面缺陷檢測
        4.3.1 鋼軌踏面圖像校正
        4.3.2 鋼軌表面狀態(tài)預(yù)判斷
        4.3.3 鋼軌表面缺陷檢測
    4.4 本章小結(jié)
第五章 鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.1 Matlab GUI概述
    5.2 測量系統(tǒng)的軟件設(shè)計
        5.2.1 軟件設(shè)計目標(biāo)與原則
        5.2.2 軟件功能結(jié)構(gòu)設(shè)計與實現(xiàn)
    5.3 本章小結(jié)
第六章 測量系統(tǒng)檢測結(jié)果誤差分析
    6.1 實驗環(huán)境與過程
    6.2 系統(tǒng)測試
        6.2.1 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)測試
        6.2.2 系統(tǒng)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性檢驗
    6.3 測量誤差分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于圖像灰度梯度特征的鋼軌表面缺陷檢測[J]. 閔永智,岳彪,馬宏鋒,肖本郁.  儀器儀表學(xué)報. 2018(04)
[2]基于機器視覺和脈沖渦流復(fù)合的在線鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)設(shè)計[J]. 汪路明,金合麗,周煊勇,王章權(quán),劉半藤.  浙江樹人大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(01)
[3]基于機器視覺和脈沖渦流復(fù)合的在線鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)設(shè)計[J]. 汪路明,金合麗,周煊勇,王章權(quán),劉半藤.  浙江樹人大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018 (01)
[4]鋼軌軌頭淺表面缺陷的空氣耦合超聲導(dǎo)波檢測[J]. �？〗�,李媛媛,李光亞.  無損檢測. 2018(03)
[5]基于多特征融合與AdaBoost算法的軌面缺陷識別方法[J]. 閔永智,程天棟,馬宏鋒.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報. 2017(12)
[6]AM3359的鋼軌實時檢測與數(shù)據(jù)融合無線傳輸[J]. 王忱平,周嚴(yán).  單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2017(02)
[7]高速鐵路鋼軌磨耗的跟蹤研究[J]. 劉豐收.  鐵道建筑. 2016(11)
[8]鐵路鋼軌缺陷傷損巡檢與監(jiān)測技術(shù)綜述[J]. 田貴云,高斌,高運來,王平,王海濤,石永生.  儀器儀表學(xué)報. 2016(08)
[9]鋼軌軌底斜裂紋的超聲導(dǎo)波散射特性[J]. 盧超,盛華吉,宋凱,林俊明,何方成.  無損檢測. 2016(05)
[10]高速鐵路鋼軌疲勞過程的超聲非線性系數(shù)表征[J]. 萬楚豪,剛鐵,劉斌,馮偉.  中國鐵道科學(xué). 2015(05)

博士論文
[1]提速條件下鋼軌傷損特點及鋼軌傷損分類的研究[D]. 邢麗賢.中國鐵道科學(xué)研究院 2008

碩士論文
[1]基于機器視覺的鋼軌表面缺陷檢測技術(shù)研究[D]. 丁政開.北京交通大學(xué) 2017
[2]基于機器視覺的鋼軌表面缺陷識別研究[D]. 許文達.北京交通大學(xué) 2015
[3]鋼軌擦傷檢測算法研究[D]. 章華燕.北京交通大學(xué) 2016
[4]基于機器視覺的軌道缺陷圖像檢測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 方玉紅.南昌大學(xué) 2013
[5]軌道缺陷自動檢測系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D]. 李修林.北京交通大學(xué) 2008
[6]鋼軌表面缺陷識別系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D]. 孟佳.西南交通大學(xué) 2005
[7]鐵軌缺陷自動檢測系統(tǒng)的研究[D]. 徐瑞梅.大連海事大學(xué) 2003



本文編號：3630690