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用数码相机测量轮对踏面外形及运动物体速度、加速度的研究

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文摘

英文文摘

第一篇数字摄像技术在轮对踏面形状测量中的研究

1.前言

2.轮对踏面几何形状的测量方法综述

3.数字摄像技术基本原理

3.1.数码相机的基本原理

3 2.数码相机的主要性能指标

3.3.数字图像的采集、存储和传输

3.4.数字图像的色彩模式

4.踏面形状测量过程概述

5.踏面图像处理原理

5.1.图像二值化原理

5.2.踏面图像的二值化

5.3 图像中离散点的处理

5.4踏面轮廓的提取(边缘检测)

5.5.踏面轮廓曲线的光滑

5.6.踏面图像处理小结

6.标定

7.初测结果

8.系统误差及修正

8 1.阈值T的影响

8.2.踏面内侧基准位置的影响

8.3.照相位置的影响

8.4.标定块位置的影响

9.消除系统误差后得到的最后结果

10.小结与讨论

参考文献

附录1:踏而轮廓曲线的一个数组文件

第二篇数字摄像技术应用于动态测量的研究

1.前言

2.动态图像处理方法概述

2.1.基于特征的运动图像分析方法

2 2.光流的分析方法

2.3.相关法计算位移矢量

3.用运动图像分析法测量位移、速度和加速度

3.1.基本原理

3.2.位移、速度、加速度的测量

4.讨论及小结

参考文献

结束语

致谢

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摘要

该论文研究用数码相机(Kodak DC290Zoom Digital Camera)测量轮对踏面外形尺寸及运动物体速度、加速度的方法.此测量方法用数码相机采集图像,结合计算机数字图像处理技术,获得我们所需要的被侧重要参数,并使测量精度或误差达到实际测量要求,具有广阔的应用前景和实际意义.在静态轮对踏面外形尺寸测量中,以数码相机采集踏面图像,通过计算机图像处理,也就是踏面图像二值化、噪声滤波、Sobel梯度算子检测和提取踏面轮廓、算术平均法光滑轮廓曲线等处理过程,获得只有一个像素宽度的精确的踏面轮廓曲线.把得到的踏面轮廓曲线与标准踏面曲线相比较,并经过系统误差分析和修正等手段,使轮缘高度、轮缘厚度及踏面磨耗测量精度达到0.1mm,实现了轮对踏面参数的非接触式测量及数据处理智能化.同时,讨论了用数码相机测量运动物体的位移、速度、加速度等动态参数的原理及方法.用数码相机采集运动中物体的动态图像序列,对每幅图像用相同的方法处理,找到相邻两帧图像上特征点的位置变化量,根据数码相机的连拍速度,即拍摄相邻两帧照片的时间间隔一定,计算出运动速度和加速度.试验证明,速度测试误差≤3﹪,满足一般工业测量要求,可提供实际应用.

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