Three-dimensional shape measurement of wheel tread and surface based on phase measuring profilometry
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摘要: 随着轨道交通在高速和重载方面的快速发展，因车轮踏面缺陷和磨损导致的列车安全问题日益突出。提出了一种基于相位测量轮廓术（PMP）的重构车轮踏面轮廓的新方法，对车轮踏面的磨耗及缺陷进行检测。通过模拟不同程度的噪声，并使用行列展开法、最小二乘法、枝切法以及改进枝切法等4种相位展开算法的仿真试验，试验结果表明，改进枝切法展开误差小，抗噪性能强，运算速度快。搭建了试验测试平台，通过重构车轮踏面和缺陷车轮踏面的轮廓图验证了改进枝切法的有效性。Abstract: With the development of rail transit in speed and carrying capacity, the train safety problems caused by wheel tread defects and wear have become more prominent. A new method of reconstructing the wheel tread profile based on phase measurement profilometry (PMP) is proposed to detect the wheel tread defects and wear.In this paper, simulation experiments are carried out to compare the four phase unwrapping algorithms of the row and column expansion method, the least square method, the branch cutting method and the improved branch cutting method under different levels of noise. The experimental results show that the improved branch cutting method has the relatively smallest error, strong anti-noise performance and fast operation speed. The effectiveness of the improved method is verified by the reconstruction of the wheel tread and the defective wheel tread profile.
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[1] 丛韬, 付秀琴, 张斌,等. 简析高速重载工况对车轮轮辋疲劳裂纹萌生的影响[J]. 铁道机车车辆, 2014, 34(5):24-27. [2] 王延朋, 丁昊昊, 邹强,等. 列车车轮踏面滚动接触疲劳研究进展[J]. 表面技术, 2020,49(5):131-139. [3] 王祯, 郭建强, 高晓蓉,等. 火车车轮踏面缺陷多通道检测系统的研究[J]. 光电工程, 2011, 38(7):92-98. [4] VAN D V D, NACHTEGAEL M. Noise reduction by fuzzy image filtering[J]. IEEE Transactions on Fuzzy Systems, 2003, 11(4):429-436.
[5] 王永胜, 宋子彬, 校美玲,等. Lab色彩空间的Retinex轮对踏面图像增强算法[J]. 石家庄铁道大学学报(自然科学版), 2019, 32(1):52-59. [6] 张渝. 图像测量技术在轮对外形检测中的应用研究[D]. 成都:西南交通大学, 2003. [7] 杨雪荣, 张湘伟, 成思源,等. 基于物理模型的计算机视觉轮对踏面擦伤检测方法[J]. 机械工程学报, 2009, 45(5):214-219. [8] 陈蓉. 车辆轮对踏面几何参数照相检测方法的研究[J]. 上海铁道科技, 2009(2):7-9. [9] 肖焱山, 曹益平,武迎春.条纹投影轮廓术中新的相位高度映射算法[J].中国激光,2011,38(12):188-194. [10] 程旭升, 曹益平, 何宇航. 基于区域调制度和最大化的大尺寸物体三维重构[J]. 中国激光, 2010(3):784-788. [11] 许幸芬, 曹益平. 基于统计逼近的Stoilov改进算法[J]. 光学学报, 2009(3):171-175. [12] 张妍, 冯大政, 曲小宁. 枝切法与曲面拟合结合的InSAR相位展开算法[J]. 西安电子科技大学学报(自然科学版), 2012, 39(5):47-53. [13] 韩宇, 张启灿,吴应山.三种基本相位展开算法及其融合算法的性能比较[J].光学学报,2018,38(8):80-88. [14] 于向明, 孙学宏, 刘丽萍,等. 基于改进模拟退火遗传算法的INSAR相位解缠算法[J]. 计算机应用与软件, 2016,33(10):230-232. [15] 郭戈. 改进枝切法在PMP相位展开中的应用[J]. 电子技术与软件工程, 2018(17),109-110.
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