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高速铁路轨道近景影像拼接及其在轨道扣件检测中的应用研究
| 论文题名： | 高速铁路轨道近景影像拼接及其在轨道扣件检测中的应用研究 |
| 关键词： | 高速铁路;轨道扣件;路轨检测;影像识别 |
| 摘要： | 轨道扣件是钢轨和轨枕的中间连接件，其主要作用是连接钢轨和轨枕以及阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动，其结构的稳定性以及缺失与否是列车高速运行的重要保障，及时检测发现扣件的缺失对于列车安全运营具有重要意义。论文利用课题组研发的近景摄影测量采集装置获得的高分辨率近景轨道数字影像，探索了高速铁路轨道近景影像的拼接方法以及拼接后轨道影像中扣件缺失与否的识别检测方法和具体实现技术。研制了高速铁路轨道近景影像拼接系统以及轨道扣件识别检测系统，可为连续大区域的近景铁路轨道影像拼接以及轨道扣件的缺失检测提供一种新的技术支撑。 本文结合高速铁路轨道近景影像自身的特点，采用基于特征匹配的像方拼接方法来实现近景轨道影像间的拼接。论文将Harris算法与SIFT算法结合进行近景轨道影像特征点的提取与匹配，用RANSAC方法对其匹配结果纠正和剔误，最终得到了分布均匀、数量合适的同名点，为轨道影像的拼接提供了充足可靠的计算数据。为了构建精确稳定的高速铁路轨道相邻影像转换和拼接模型，对匹配所得大量的同名点，采用先择优、再平差的数据处理方法获得优化的转换模型。利用实验影像，采用强制中间法完成高速铁路轨道影像之间的无缝无重影完美拼接。通过避开传统的先定位钢轨，再依据钢轨、轨枕和扣件三者之间的关系定位轨道扣件的方法，依据拼接后的铁路轨道近景影像，将MeanSift方法做了相关改善直接定位出待检轨道扣件。同时为了提高检测效率，利用GrabCut方法对拼接后的高速铁路轨道近景影像进行指定区域的分割，采用HOG算子对轨道扣件进行特征描述并且基于汉明距离的最近邻算法对扣件进行识别与检测。利用所提出的影像拼接以及轨道扣件识别检测算法，研制了高速铁轨道近景影像拼接与轨道扣件识别检测系统。以近景影像采集装置获得的轨道影像作为测试数据，结果表明，该系统能够较好地完成轨道近景影像拼接和对扣件目标的识别检测。 |
| 作者： | 王未来 |
| 专业： | 测绘工程 |
| 导师： | 陈强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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