改进Canny算子的列车轮对踏面边缘检测算法

刘成刚，刘二林，姜香菊

（1 兰州交通大学 机电工程学院，兰州 730070；2 兰州交通大学 自动化与电气工程学院，兰州 730070）

随着列车运行的高速化和重载化的增加，轮对踏面损伤现象日益频繁，轮对踏面出现损伤会导致轮轨间的冲击力瞬间升高，从而严重威胁到高速列车的运行安全和车轨设备的安全和使用寿命[1-2]。自上世纪80年代初，国内外专家和学者对轮对踏面的损伤在线检测方面做了大量研究，并取得丰硕成果。起初罗马尼亚研制了车轮外形磨耗自动检测装置，并对获取的图像进行分析，由于受到图像采集速率与数据处理能力的限制，该系统只适用于低速检测。后续欧美等国家相继采用振动加速度法[3]和冲击载荷法等[4]对轮对踏面进行分析研究。国内研究起步较晚，采用非接触光电检测方法[5]、压电加速度传感器[6]、振动加速度法、超声波探伤法[7]和平行四边形法等对轮对踏面损伤情况进行检测。其中振动加速度技术安装结构简单，但是测量精度低；超声波技术测量效果好，但技术难度大，其他检测方法也出现了不同程度的局限性。为此，机器视觉技术的发展为之提供了一种切实可行的检测方法。文中提出一种改进的Canny算子，该改进的算法能够有效的保留更多踏面边缘信息，并抑制虚假边缘，从而很大程度上将踏面损伤真实情况再现，并且避免了人工漏检、误检问题，同时也为高速列车安全运行提供有效保障，所以具有十分重要的研究意义与实际应用价值。……