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轮胎磨损图形化分析的研究
中文名称: 轮胎磨损图形化分析的研究
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论文编号: 3767069收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Research on Graphical Analysis Method for Tyre Wear
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 交通信息工程及控制
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 轮胎磨损 图形化分析 区域标注 小波变换 模型构造 时序分析 轮胎
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论文简介:轮胎是车辆行驶系的重要组成部分,亦是车辆与地面的唯一接触体,其性能优劣不仅关系到轮胎自身的耐久性和稳定性,更影响着车辆行驶的安全性、经济性、操控性、乘坐舒适性、噪声等特性,因此,轮胎磨损的研究有着重要的意义。车辆行驶中,轮胎磨损的强度、磨损的区域、磨损的形状都必然反映在表面纹理中,本文针对行驶中轮胎的磨损状态估计提出了图形化分析方法,对单幅纹理图像的磨损分析和纹理图像序列的磨损分析进行了研究。 ⒈以梯度算子、LoG算子、Canny算子对胎面纹理的边缘进行检测,以Watershed法、主动轮廓线法对胎面纹理的区域进行检测,以迭代阈值法、Otsu法对纹理的灰度阈值进行了检测,获得各类算法在处理基准位置的边缘、花纹模块识别的区域、背景和目标对比的灰度门限上的不同效果,指出应结合胎面纹理的特点设计磨损检测算法。 ⒉针对清晰程度较高的磨损纹理的检测及定量,提出了基于形态学的区域标注方法,通过模板设计、区域检测、区域跟踪、区域定量,在检测出较高清晰区域范围的同时,获得相应区域的面积、周长、质心等特征量的值。为了加快区域检测及其定量的速度,引入Otsu法,提出了区域标注方法与Otsu法相结合提取、定量纹理特征的方法。提出了根据区域面积及其位置判断磨损区域的准则,分析出轮胎纹理磨损的异常区域及磨损状态。 ⒊针对轮胎纹理磨损初期特征不明显的情况,提出了基于小波变换的磨损纹理分析方法。根据花纹组成的对称性选取了基于二次B样条的小波函数,将灰度变化突变点作为边缘提取出来。为了减少轮廓的粘连和断续,在分析了区域内角、角点、圆形度等纹理形状特征的基础上,提出了相似度计算,将小波变换与阈值法的处理结果进行局部匹配,使得轮廓提取得到改善。在进行小波变换分析的搜索时,为了加快搜索进程,提出了加权渐开线的搜索方法。根据磨损纹理区域灰度强度及其邻域分布,提出了区域中磨损灰度所占的比重、区域灰度分布等参量作为轮胎磨损分析的指标。 ⒋以描述轮胎状态及提供轮胎磨损分析的数据支持为目的,在对比Coons、Ferguson、Bezier构造相同曲面后所表现出的计算量、曲面逼近光滑度的基础上,提出了采用Bezier的型元嵌套骨架的轮胎模型构造方法。整个模型由控制轮廓的基本骨架和填充单元壳体共同组成,基本骨架由Bezier曲线生成,单元体由Bezier曲面拓展得到。设计了VB与OpenGL相结合的仿真系统。在该系统中实现了轮胎模型的构建、胎面纹理映射、纹理截取、特征提取,以及像素点形态学运算;该系统是提出模型辅助磨损分析的基础。 ⒌为了对轮胎磨损图像及序列图像进行分析,把握轮胎磨损的变化过程,提出了轮胎磨损的模型辅助分析方法,构建了包括对象建模、磨损分析、数据池和数据管理在内的模型辅助分析系统。对磨损变化过程,根据已有磨损纹理图像生成了图像序列,用非线性时序理论进行了探讨。用自相关函数法求取延迟时间τ,FNN-D法求取嵌入维数m,以此构造其相空间,并用小数据量法求取最大Lyapunov指数L*,用图像序列匹配寻找图像序列中区域变化的差异,探讨磨损的变化趋势。结果表明轮胎磨损纹理图像序列具有混沌倾向、对磨损方向变化敏感。
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