铁轨磨损检测终端设计

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3、Ｉ．言分类号密级UDC学校代码10496硕士学位论文铁轨磨损检测终端设计Thedesignofrailweardetectionterminal论文作者祝文瑾指导教师郭峰林学科专业机械电子工程论文提交日期论文答辩日期答辩委员会主席评阅人2015年5月摘要铁轨与铁轨轮对之间复杂的作用力在列车在运行时会造成铁轨的表面和侧面磨损，该作用力产生的磨损值超过一定限度时会威胁车辆的运行安全。通过打磨机械或打磨列车对铁轨头部表面的打磨达到消除和抑制轨面磨损、将轨头轮廓恢复到安全运行要求、延长铁轨使用寿命和降低运营成本的目的。铁轨打磨前，需要测量铁轨磨损量，为打磨车采取适当

4、的打磨方式对铁轨进行轮廓修复做出指导。人工接触式测量是铁轨磨损检测的主要方法。由于该方法存在效率底下，劳动强度大，精确度不高等问题，无法适应目前铁路高速发展的形势，开发一种新的智能检测方法是大势所趋。文中结合图像处理技术，短距离无线传输技术和Android应用开发，设计了一个铁轨磨损检测智能终端。设计了整个检测终端的软、硬件环境。按照实际要求选择相机、PC和手持终端等硬件设备。介绍了三种工业相机接口，结合现场环境、传输和成本等各方面因素采用GigE。软件主要为PC中的图像处理设计和手持终端应用设计。图像处理对轨道目标曲线算法流程进行了设计，内容包括图像平滑、灰度变换、图

5、像分割、边缘检测、中心线提取和轮廓匹配。对三种常用相机标定方法进行了研究比较后结合实际情况采用zhang相机标定方法。使用蓝牙技术建立PC与手持终端两者间数据传输通道，并制定两者间的蓝牙协议。根据协议解析返回码、参数码，判断各检测设备的状态和选择性保存检测数据。结合Android开发平台所提供的标准化API和SDK开发包为手持终端编写了应用，实现了登录系统，用户管理，蓝牙连接检测设备，数据解析，数据在坐标系中的显示、放大、缩小和平移，获取GPS信息和磨损值计算功能。通过检测铁轨的磨损值得到的铁轨打磨量指导打磨车采取适当的打磨方式对铁轨进行轮廓修复。在实验室搭建模拟平台，

6、经过测试对该终端整体性能完成了验证。实验结果显示，该终端操作方便，能够准确的测量出铁轨的磨损值为打磨处理提供良好的参数，具有很高的实用性。关键字：铁轨磨损检测；相机标定；无线通信；蓝牙协议；Android应用开发IABSTRACTTheverticalandsidewearoftherailistheresultoftheinteractionbetweenthewheelandtheraill．Ifthewearvalueexceedsacertainlimit，itwillbeagreatthreattothesafetyofthevehicle．Grindingo

7、nthesurfaceofrailheadbygrindingmachineorgrindingtrainisthemainmethodtorestrain,eliminaterailsurfacewearandrestoretotheoriginaldesignrequirements．Itcangreatlyprolongservicelifeofrailway，reduceoperatingcostsandimprovepassengercomfort．Beforerailgrinding,trackabrasiondetectio