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题名面向复杂轨形的钢轨断面轮廓实时识别方法
被引量：2
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作者
马子骥
沈伦旺
蒋志文
袁琪
王鑫伟
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机构
湖南大学电气与信息工程学院
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出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期92-101,共10页
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基金
国家自然科学基金(61971182)。
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文摘
钢轨断面轮廓检测装备能够测量钢轨的磨耗情况,为铁路维修保养提供重要参考。能否及时准确地从普通轨道、道岔、接头等复杂路况条件下识别出有效钢轨廓形制约了检测装备的实际应用性能。通过对二维线激光采样数据的统计分析,实现对有效廓形和异常廓形的分类识别。首先,对比线路中不同区域的钢轨轮廓形态,选择轨头与轨腰的间断性和轨头与轨腰的形态相关性作为有效轮廓的识别依据。其次,利用不同路况条件下的钢轨轮廓点云数据分布情况,实现对原始数据中难以评估磨耗程度的异常轮廓数据进行识别分类。现场实验测试结果表明,该方法识别出的有效轮廓分布和实际路况基本一致,在行车测试速度8.3 km/h的条件下,单个轮廓平均识别时间为9.78 ms,识别准确率达到97%以上。
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关键词
钢轨轮廓检测
模式识别
二维采样点云
复杂轨形
分类统计
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Keywords
rail profile inspection
recognition
2D sampled point cloud
complex rail types
classification
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分类号
U216.3
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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题名基于差分进化算法的钢轨轮廓迭代旋转配准方法
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作者
沈伦旺
马子骥
刘宏立
蒋志文
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机构
湖南大学电气与信息工程学院
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出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期120-126,共7页
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基金
国家自然科学基金(61971182,61771191)
长沙市科技计划(CSKJ2019-08,2020CSKJ2020-12)。
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文摘
钢轨断面轮廓检测需要对采样轮廓进行配准处理,传统的配准方法往往采用拟合轨腰、轨颚、圆心等特征部位点,并结合仿射变换实现。然而,这些轮廓配准方法过于依赖某些特定特征点,一旦个别特征点出现干扰或异常时,则无法实现正常配准,导致系统整体鲁棒性下降。提出一种基于差分进化算法的钢轨轮廓迭代旋转配准方法,可以提高配准的鲁棒性和整体精度。研究发现,在钢轨轨颚的内拐线段处利用Ramer多边形逼近算法可以定位到轨头内侧直线;以轨侧中点、轨颚间断点和轨腰间断点3处特定部位作为基准,再通过比对采样轮廓与标准轮廓在同一坐标的相对位置确定旋转方向;利用差分进化算法进行旋转迭代,从而实现钢轨轮廓的精确配准。实验结果表明:与其他现有方法相比,该方法在采样数据伴随有重度噪声,甚至数据缺失的情况下,依然能够满足较高的配准精度,极大地提高了检测系统的鲁棒性,具有较强的工程应用价值。
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关键词
钢轨轮廓
差分进化算法
迭代旋转
配准算法
特征提取
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Keywords
rail profile
differential evolution algorithm
iterative rotation
registration algorithm
features extraction
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分类号
U216.3
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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