周鹏等：基于多激光线的钢轨表面缺陷在线检测方法 ·23 还可以利用结构光三维测量技术进一步获得缺陷的实 (徐科，杨朝霖，周鹏，等.基于激光线光源的钢轨表面缺陷 际深度，提高检测精度 三维检测方法.机械工程学报，2010,46(8)：1) B]Wei ZZ,Zhang G J.A robust automatic method for extracting the 4结论 centric line of straight structured-ight stripe.Chin Sci Instrum, 2004,25(2):244 (1)基于多激光线的钢轨表面检测方法，利用结 (魏振忠，张广军.结构光直光条中心线的鲁棒性自动提取方 构光的二维测量技术在一张图像上完成检测过程，避 法.仪器仪表学报，2004,25(2)：244) 免了深度图像拼接过程，从而解决了单激光线模式下 4]Liu B,Wang T.An efficient convex hull algorithm for planar poin 钢轨跳动造成伪缺陷过多的问题： set based on recursive method.Acta Autom Sinica,2012,38(8): (2)针对轨底和轨腰表面形态特征，分别采用直 1375 (刘斌，王涛.一种高效的平面点集凸包递归算法.自动化学 接差值算法和拟合差值算法检测两种特征不同的轨面 报，2012,38(8)：1375) 缺陷，并利用缺陷的形状和纹理特征，对轨底检测应用 5]Chan T M.Optimal output-ensitive convex hull algorithms in two 中出现伪缺陷进行了判别，准确检测出轨底的缺陷，提 and three dimensions.Discrete Comput Geom,1996,16(4):361 高检测精度： 6]Bronnimann H,lacono J,Katajainen J,et al.Space-efficient pla- (3)采用基于夹角链码的配准方法，实现了相邻 nar convex hull algorithms.Theor Comput Sci,2004,321 (1):25 缺陷图像间的拼接，可以较为准确地获得缺陷的完整 ] Prisco R D,Santis A D.On the redundancy achieved by Huffman 区域 codes..Inf Sci,.1996,88(1-4):131 [8]Li J J,Wang A M,Yang H W.Detection method based on shape features study on rice injured kemnel.J Agr Mech Res,2012,34 参考文献 (8):18 1]Wang P,Liu Z,Wang W,et al.Rail defect identification using (李品品，王爱民，杨红卫.基于形状特征的大米虫蚀粒检测 digital image processing and characteristics extraction.Mod Sci In- 方法.衣机化研究，2012,34(8)：18) sum,2012,4(2):24 ] Zhao Y,Chen Y Q.Included angle chain:A method for curve (王平，刘泽，王嵬，等.基于数字图像处理和特征提取的钢 representation.JSofi,2004,15(2):300 轨表面缺陷识别方法.现代科学仪器，2012,4(2)：24) (赵宇，陈雁秋.曲线描述的一种方法：夹角链码.软件学 Xu K,Yang C L.Zhou P,et al.3D detection technique of sur- 报，2004,15(2)：300) face defects for steel rails based on linear lasers.J Mech Eng, [10]Szeliski R.Video mosaics for virtual environments.IEEE Com- 2010,46(8):1 put Graphics Appl,1996,16 (2)22周 鹏等: 基于多激光线的钢轨表面缺陷在线检测方法 还可以利用结构光三维测量技术进一步获得缺陷的实 际深度，提高检测精度． 4 结论 ( 1) 基于多激光线的钢轨表面检测方法，利用结 构光的二维测量技术在一张图像上完成检测过程，避 免了深度图像拼接过程，从而解决了单激光线模式下 钢轨跳动造成伪缺陷过多的问题; ( 2) 针对轨底和轨腰表面形态特征，分别采用直 接差值算法和拟合差值算法检测两种特征不同的轨面 缺陷，并利用缺陷的形状和纹理特征，对轨底检测应用 中出现伪缺陷进行了判别，准确检测出轨底的缺陷，提 高检测精度; ( 3) 采用基于夹角链码的配准方法，实现了相邻 缺陷图像间的拼接，可以较为准确地获得缺陷的完整 区域． 参 考 文 献 ［1］ Wang P，Liu Z，Wang W，et al． Rail defect identification using digital image processing and characteristics extraction． Mod Sci In￾strum，2012，4( 2) : 24 ( 王平，刘泽，王嵬，等． 基于数字图像处理和特征提取的钢 轨表面缺陷识别方法． 现代科学仪器，2012，4( 2) : 24) ［2］ Xu K，Yang C L，Zhou P，et al． 3D detection technique of sur￾face defects for steel rails based on linear lasers． J Mech Eng， 2010，46( 8) : 1 ( 徐科，杨朝霖，周鹏，等． 基于激光线光源的钢轨表面缺陷 三维检测方法． 机械工程学报，2010，46( 8) : 1) ［3］ Wei Z Z，Zhang G J． A robust automatic method for extracting the centric line of straight structured-light stripe． Chin J Sci Instrum， 2004，25( 2) : 244 ( 魏振忠，张广军． 结构光直光条中心线的鲁棒性自动提取方 法． 仪器仪表学报，2004，25( 2) : 244) ［4］ Liu B，Wang T． An efficient convex hull algorithm for planar point set based on recursive method． Acta Autom Sinica，2012，38( 8) : 1375 ( 刘斌，王涛． 一种高效的平面点集凸包递归算法． 自动化学 报，2012，38( 8) : 1375) ［5］ Chan T M． Optimal output-sensitive convex hull algorithms in two and three dimensions． Discrete Comput Geom，1996，16( 4) : 361 ［6］ Bronnimann H，Iacono J，Katajainen J，et al． Space-efficient pla￾nar convex hull algorithms． Theor Comput Sci，2004，321( 1) : 25 ［7］ Prisco R D，Santis A D． On the redundancy achieved by Huffman codes． Inf Sci，1996，88( 1 － 4) : 131 ［8］ Li J J，Wang A M，Yang H W． Detection method based on shape features study on rice injured kernel． J Agr Mech Res，2012，34 ( 8) : 18 ( 李晶晶，王爱民，杨红卫． 基于形状特征的大米虫蚀粒检测 方法． 农机化研究，2012，34( 8) : 18) ［9］ Zhao Y，Chen Y Q． Included angle chain: A method for curve representation． J Softw，2004，15( 2) : 300 ( 赵宇，陈雁秋． 曲线描述的一种方法: 夹角链码． 软件学 报，2004，15( 2) : 300) ［10］ Szeliski R． Video mosaics for virtual environments． IEEE Com￾put Graphics Appl，1996，16( 2) : 22 ·23·