Система обработки и анализа изображений колесных тележек железнодорожных составов на основе сканерной тепловизионной съемки

• Автор: Егошкин, Николай Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1. Анализ технологий дистанционного обследования колесных тележек железнодорожных составов

1.1. Содержание задачи обследования колесных тележек железнодорожных составов

1.2. Анализ существующих технологий обследования колесных тележек.

1.3. Основные задачи анализа тепловизионной информации

Основные результаты.

2. Алгоритмы и технология геометрической обработки и анализа тепловизионных изображений колесных тележек.
2.1. Общие модели формирования и геометрического анализа скансрных тепловизионных изображений
2.2. Геометрические модели формирования изображений с помощью одной линейки ИК приемников.

2.3. Модели и алгоритмы комплексирования изображений

от нескольких линеек ИК приемников.
2.4. Алгоритмы идентификации колесных тележек по данным тепловизионной съемки.
2.5. Алгоритмы определения геометрических характеристик колесных тележек
Основные результаты.
3. Алгоритмы и технология яркостной обработки и анализа тепловизионных изображений колесных тележек.
3.1. Схема декомпозиции процессов формирования и коррекции тепловизионных изображений
3.2. Коррекция искажений тракта формирования изображений
3.3. Радиометрическая коррекция по данным калибровки
3.4. Предварительный анализ сканерных изображений.
3.5. Выявление дефектов.
Основные результаты.
4. Реализация системы обработки и анализа изображений колесных тележек железнодорожных составов.
4.1. Анализ точности алгоритмов обработки информации
4.2. Информационная технология обработки и анализа тепловизионных изображений колесных тележек.
4.3. Система анализа тепловизионных изображений
Основные результаты.
Заключение.
Список литературы


Для решения задачи обследования пространство параметров (или сигналов) О разбивается на Л > 2 классов 0/} / = 1,1, один из которых соответствует исправному состоянию объекта, а остальные - заданным дефектам. Диагностика объекта заключается в отнесении его к одному из классов. На практике при задании разбиения дефектов на классы исходят, во-первых, из экономических соображений, стремясь обеспечить некоторый оптимальный баланс между затратами на обследование и ремонт подвижного состава и качеством и безопасностью перевозок. Во-вторых, разбиение на классы в значительной мере зависит от уровня существующих технологий обследования, от того, какие дефекты могут быть обнаружены. Для решения задачи обследования объект о вводится во взаимодействие с новым объектом - датчиком. На его выходе формируется сигнал (0 = 1о(О„(0), где - оператор измерения. Обычно размерность сигнала (/) оказывается существенно меньше, чем у состояния Г>„(/). Далее необходимо решить задачу определения состояния ИД/) или набора параметров Р0 по наблюдаемому сигналу (/). Анализ показывает, что именно в таком виде различные классы дефектов колесных тележек приводится в существующей нормативной документации [, ]. Там же указывается, какие дефекты проще выявлять как параметрические, а какие как сигнальные. Класс сигнальных дефектов является наиболее общим []. Однако состояние объекта БД/) и сигнал 1Д/) от датчика зависят от воздействий среды БД/). Поэтому сигнальные дефекты могут быть обнаружены только при наличии определенных входных воздействий. Важной практической задачей является упреждающее выявление дефектов, которые, возможно, и не проявляются при данных воздействиях среды. Такие дефекты могут быть выявлены как параметрические, ибо в соответствии с (1. Р0 полностью определяет его поведение. При поиске параметрических дефектов обычно требуется некоторое накопление измерительной информации от датчика. Заметим, что описание объекта в виде (1. Поэтому в общем случае свести сигнальные дефекты к параметрическим не удается. Обычно в терминах сигнальных дефектов формулируются неисправности сложных составных объектов, доступ к внутренней структуре которых существенно ограничен. Вообще возможны две стратегии функционирования динамической системы датчик - объект. Первая: датчик пассивен, т. При этом могут быть обнаружены только те дефекты, которые проявляются па текущих рабочих воздействиях. Вторая стратегия - активный датчик, который целенаправленно воздействует на объект, что позволяет увеличить пол-ногу контроля. Активное воздействие может описываться в виде входного сигнала БД/) в рамках модели (1. С другой стороны, активное обследование может вестись в рамках некоторой более общей модели объекта, и при этом изменение сигнала БД/) основной модели может быть незначительным. Например, лазерное излучение не влияет на состояние объекта, если иод ним понимать распределение механических напряжений. Такой подход широко распространен при выявлении параметрических дефектов. При этом возможно проведения обследования в режимах тестовых нагрузок, а так же разборка составных объектов для их более полного анализа. В настоящее время для обследования в депо широко применяются специализированные дефектоскопы, предназначенные для обнаружения внутренних дефектов материала - ультразвуковые, магнитопорошковые и вихретоковые. Рабочие характеристики таких устройств и уровень автоматизации их использования увеличиваются с каждым годом. Однако стендовые испытания тележек предполагают их установку на стенд, что требует значительных затрат груда и приводит приостановке их функционирования на значительное время. Другие меры предполагают обследование тележек в процессе их штатной эксплуатации. Главным образом такое обследование осуществляется осмотрщиками вагонов [2, , ] в пунктах технического осмотра и на стоянках. Так, экспертное заключение о наличии трещин делается на основе изменения резонансной частоты звука, возникающего при ударе по колесу или буксе молотком. Качество поверхности катания колес оценивается визуально и с использованием специальных измерительных инструментов [- ]. Работоспособность буксы оценивается по степени ее нагрева и по состоянию смазки.