基于wtp的车轮踏面三维外形恢复与缺陷检测-光学工程专业论文.docx

SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisWHEELTREAD3DSHAPERECOVERYANDDEFECTDETECTl0INBASEDONWAVELETTRANSFORMPRoFⅡ二OMETRYGrade：2013Candidate：HuJiayuanAcademicDegreeAppfiedfor：MasterofEngineeringSpeciality：OpticalEngineeringSupervisor：Prof．WuJianleMay,2016万方数据西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．必威体育官网网址口，在年解密后适用本授权书；2．不必威体育官网网址√，使用本授权书。(请在以上方框内打“寸’)学位论文作者签名：指导老师签名：日期：立矽／么．主，弓p日期D。u,／b．歹，：3口万方数据西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1、研究了小波变换轮廓术的基本原理以及其发展现状，并使用计算机对WTP算法中的几项关键技术：母小波的选择、母小波关键参数设定、小波脊的提取、相位解包算法进行了仿真实验研究。2、改进小波脊的提取算法，在保证脊提取的准确度的同时，缩短了提取时间，从而提高测量效率。3、对常用的三种相位解包算法：枝切法、质量图法，以及最小二乘法进行了对比试验；改进了传统枝切法，有效缩短了枝切长度，减少了拉线现象：在可靠度引导相位展开算法基础上，加入区域划分，进行区域设置后进行独立解相，很好地抑制了噪声的扩散，没有引起“拉伸”现象，相位展开的效果明显得到提高。4、设计并搭建了基于小波变换轮廓术的车轮踏面三维外形恢复和缺陷检测实验平台，实现对车轮踏面外形的三维恢复和缺陷检测，实验结果表明，基于该系统，可以检测出车轮踏面的缺陷形貌信息，实现了大尺度外形下的小尺度缺陷测量，为保障铁路车轮运行安全提供检测技术参考。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：乓／么，5，弓D万方数据西南交通大学硕士学位论文第1页摘要在工业制造技术不断发展的形势下，三维测量技术这个新名词逐渐进入到人们的视野中，它在产品设计、质量合格率检测、机器视觉、生物医学等广大领域均有广泛的需求。最近的几年，小波变换被逐步应用到三维测量技术中，促进了光学测量技术的发展。本文针对小波变换轮廓术的基本理论和实际应用进行了如下研究：首先，通过分析传统傅立叶变换的基本原理和固有缺陷，以及后续的改进措施，体现出小波变换在处理非平稳信号上的优势，对小波变换基本理论进行了研究，并通过计算机对小波变换轮廓术算法中母小波的选择、母小波关键参数设定，脊的提取等关键技术进行了仿真实验。采用改进小波脊提取算法，在保证脊提取准确度的同时，缩短了提取时间，从而提高测量效率。其次，无论通过时域相位调制，还是空域相位调制，到最后都是通过反正切函数得到相位差，就必须从包裹相位中计算求得实际相位分布。本文对常用的三种相位解包方法：枝切法、质量图法以及最小二乘法进行了仿真对比试验；在传统枝切法上引用了改进算法，有效地缩短了枝切长度，抑制了拉线现象；在可靠度引导相位展开算法基础上，加入区域划分，进行区域设置后进行独立解相，很好地抑制了噪声的扩散，相位展开的效果明显得到提高。最后，设计并搭建了火车轮对踏面的三维外形恢复与缺陷检测实验平台，将小波变换应用到车轮踏面外形的三维恢复和缺陷检测，并进行了精度以及误差分析，实验结果表明，基于该系统，车轮踏面的缺陷形貌信息被呈现出来，实现了大尺度外形下的小尺度缺陷测量，为保障铁路车轮运行安全提供检测技术参考。关键词光学三维测量；小波变换轮廓术；脊的提取；相位解包：车轮踏面缺陷检测万方数据西南交通大学硕士学位论文第1I页AbstractWiththerapiddevelopmentofmodernindustrialmanufacturingtechnology,three-dimensionalmeasurementhaveawiderangeofdemandsforindustrialautomationmonitoring,qualitycontrol，rm