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基于点云深度映射颜色的导轨表面损伤识别
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:《中国激光》
  • 时间:0
  • 分类:TN249[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]燕山大学电气工程学院,河北秦皇岛066004, [2]燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室,河北秦皇岛066004, [3]装甲兵工程学院控制工程系,北京100072
  • 相关基金:国家自然科学基金(61403333); 高等学校博士学科点专项科研基金(20111333120009); 河北省自然科学基金(F2012203184)
中文摘要:

针对高速滑动电接触导轨,研究了表面微小损伤快速检测及分类识别方法。基于激光扫描原理,构建了三维测量系统,用于获取导轨表面形貌的三维点云信息,并给出了一种基于点云深度映射颜色的方法,用于导轨表面微小损伤的检测。将三维点云数据经过去噪、滤波平滑、数据精简等预处理之后,根据所设定的深度基准平面,构建点云深度映射颜色模型,将点云深度信息映射为红绿蓝(RGB)信息,采用一维最大熵法设定最优颜色阈值,实现损伤区域的准确提取;采用二叉树模式识别方法,建立损伤分类模型,实现导轨表面微小损伤的识别与分类。结果表明,损失质量小于1 g的微小损伤检出率达98%以上、微小质量损失检测精度可达毫克级;凹坑与划痕两大类损伤识别率达80%以上。

英文摘要:

Aiming at the high speed sliding electrical contact rail, the surface micro damage detection and identification method are studied. Based on the principle of laser scanning, a three-dimensional measurement system is constructed for acquisition of point cloud information for rail surface, meanwhile a method of depth mapping color based on point cloud is proposed for the detection of rail surface micro damage. After the threedimensional point cloud data being denoised, smoothed and reduced, according to the datum plane set, point cloud depth mapping color model is constructed, the point cloud depth information can be mapped into red, green, blue(RGB) information, and the optimum color threshold is set by using the one-dimensional maximum entropy method to realize the accurate extraction of the damage area. Binary tree pattern recognition method is used to establish damage classification model and realize the identification and classification of rail surface micro damage. The results show that detection rate of the micro damage of which mass loss is less than 1 gram is more than ninety-eight percent, detection accuracy of minor mass loss is milligram and the damage identification rate of pits and scratches can reach above eighty percent.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849