学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

轮对磨耗检测中高速图像采集技术研究

作　者: 蔡鑫
导　师: 吴开华
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 轮对磨耗检测机器视觉图像采集闪光同步时序控制
分类号: U270.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 1次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

轮对作为车辆的重要部分，其磨耗情况对于车辆运行安全有着重要影响。随着我国轨道交通事业的不断发展，车辆运行速度和运载能力都大幅提高，车辆轮对的磨耗情况也随之加重，影响到了车辆运行安全。目前国内的轮对磨耗检测只能在不超过15km/h的速度下保证检测精度，为了适应我国高速铁路检测需求，本文提出了一种应用于轮对磨耗中的高速图像采集系统。本文针对快速运动的车辆，设计了一种基于机器视觉原理，工作于异步触发模式的具有闪光同步功能的高速图像采集系统。本文主要做的工作包括以下几点：（1）提出了一种工作于异步触发模式下，具有闪光同步功能的高速图像采集方法。（2）设计了工作于异步触发模式下的在线高速图像采集系统。首先对光学系统进行分析，设计了光源模块，并讨论了相机和光源的安装位置；其次设计并实现了触发模块，处理传感器信号得到轮对运行位置；再次设计并实现了高精度时序调节装置，实现了图像采集系统中曝光时序和闪光时序的精确控制，保证轮对运行到预设位置时相机曝光、闪光灯闪光；最后设计异步触发采集功能，通过高速工业相机和采集卡实现该功能。（3）进行系统软件设计，利用VC++6.0完成了延时控制软件和图像采集软件的编写。延时控制软件可以调节系统的曝光时序和闪光时序，在图像采集软件中，实现了硬件触发、软件触发、监视、单帧采集等主要功能。通过实验验证，本系统中的相机和闪光灯可以工作在380Hz的频率下，能够实现对快速运行中轮对的图像采集。本系统曝光时序与闪光时序的同步误差小于25μs，当运行速度不高于80km/h的情况下，曝光时间设置为45μs可以采集到清晰的图像。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 车辆轮对参数检测国内外现状  11-13
    1.2.2 高速图像采集国内外现状  13-14
  1.3 本文主要研究内容  14-16
第2章采集系统总体设计  16-21
  2.1 图像采集系统主要技术指标分析  16
  2.2 高速图像采集系统设计  16-19
  2.3 高速图像采集系统时序设计  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章高速图像采集系统实现  21-41
  3.1 光学系统分析  21-29
    3.1.1 机器视觉原理  21-23
    3.1.2 光学系统关键模块分析  23-25
    3.1.3 光源设计与实现  25-28
    3.1.4 相机和光源安装位置确定  28-29
  3.2 触发模块实现  29-31
    3.2.1 触发模块功能分析  29-30
    3.2.2 触发模块设计与实现  30-31
  3.3 延时模块设计与实现  31-35
    3.3.1 定时计数器分析  31-33
    3.3.2 延时模块硬件设计  33-35
  3.4 异步触发采集设计与实现  35-40
    3.4.1 异步触发采集采集功能设计  35-36
    3.4.2 相机与图像采集卡选择  36-39
    3.4.3 异步触发采集功能实现  39-40
  3.5 本章小结  40-41
第4章系统软件设计  41-49
  4.1 系统工作流程设计  41-42
  4.2 触发模块软件实现  42-44
  4.3 延时功能软件实现  44-46
  4.4 图像采集功能软件实现  46-48
  4.5 本章小结  48-49
第5章实验设计与分析  49-58
  5.1 触发模块信号处理实验  49-50
  5.2 延时模块时序实验  50-51
  5.3 高速相机采集帧率实验  51-53
  5.4 光源闪光实验  53
  5.5 同步时序误差实验与分析  53-56
  5.6 图像采集实验  56
  5.7 本章小结  56-58
第6章总结与展望  58-60
  6.1 工作总结  58-59
  6.2 工作展望  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-64
附录  64

轮对磨耗检测中高速图像采集技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文