列车车轮踏面擦伤图像检测算法研究

摘要

轮对作为列车走行部的重要部件之一，其运行正常与否直接影响列车运行安全。踏面的擦伤是影响列车运行安全性、平稳性和运用经济性的重要因素，因此车轮踏面擦伤的检测是铁路部门一直密切关注和不断研究改进的课题。
　　图像处理作为非接触测量的重要方法之一，能有效提高原始图像的质量，获取目标区域的主要特征；良好的图像处理算法可以获得良好的测量精度；与测量对象物无接触，安全可靠，可大大提高测量速度、易实现测量自动化，还具有受环境影响小等优点，从而解决了列车轮对踏面自动、高速、精确检测这一难题。
　　本文首先在调研国内外主流的图像采集系统的基础上，确定了图像采集方案，在自然光和暗室两种环境下拍摄了带有擦伤车轮踏面图像，所采图像清晰度良好，目标区域特征完好；
　　其次，利用图像处理算法对采集的实际车轮擦伤图像进行处理和分析，实现了车轮踏面擦伤的精确定位和测量，其中运用的关键算法有：图像灰度化、滤波去噪、边缘增强、特征点投影、区域分割、目标定位等。
　　接着，在实际车轮图像来源不足的情况下，引入计算机三维模拟技术为图像处理实验提供多样化的车轮踏面擦伤特征，并通过CAD软件所提供的实体渲染设置使得模拟图片的逼真度得到保证，通过对模拟图像的处理进一步验证了算法性能；
　　最后，设计制作VC++人际交互界面，将部分图像处理算法植入到MFC程序中，实现了界面窗口实时更新功能，为算法处理结果的观察和对比提供了便利。