原文传递
基于单目视觉的高速列车动态包络线测量系统
| 论文题名： | 基于单目视觉的高速列车动态包络线测量系统 |
| 关键词： | 单目视觉;中心点提取;动态包络线;高速列车;行车安全 |
| 摘要： | 近年来，我国的铁路建设飞速发展，列车速度也不断提升，便利人们出行的同时，对列车运行的安全性提出了更高的要求。动态包络线指的是机车运行过程中受到各种不利因素影响，所导致的最大极限轮廓。准确获得机车的动态包络线是安全行车的重要保障。为此，天津大学精仪学院设计了基于双目视觉的高速列车动态包络线测量系统，该系统通过双目视觉传感器获取被测车体的表面信息，得到列车运行过程中的最大极限轮廓，可满足我国高速列车动态包络线的测量需求，但在使用过程中还存在一些问题，比如采集数据量大、标定过程复杂、适应性差、便携性差等。为此，开发一种效率更高，适应性更强，更加满足测量需求的系统，对于保障高速列车行车安全非常必要。 相比双目或多目，单目视觉测量技术具有无需图像匹配，数据处理量少，系统成本低等优势。因此，将单目视觉测量技术应用于高速列车动态包络线测量领域，设计全新的现场快速标定方法，解决当前测量系统的不足，完成对高速列车动态包络线的测量，具有非常重要的意义。 本文根据实际测量需求，针对多次测量实践中的问题，将单目视觉测量技术应用于高速列车动态包络线测量领域，设计了基于单目视觉的高速列车动态包络线测量系统。论文完成的主要工作有： 1、从实际测量需求入手，分析了当前测量系统存在的诸多问题，提出了利用单目视觉测量技术对高速列车动态包络线进行测量的新方法； 2、构建了单目视觉测量系统的数学模型；并根据实际测量需求，搭建了系统的硬件平台，其中，为增强测量系统适应性，视觉传感器配置了变焦镜头； 3、为实现现场快速标定系统参数，设计并制作了系统专用靶标；介绍了用于标定视觉传感器内、外参数的共线性约束算法；提出了利用光束特征点解算出的虚拟特征点标定大功率一字线激光器光束平面参数的方法； 4、分析了几种常见的光条中心点提取方法；结合测量特点，实验验证了几种方法的抗干扰性，最终选择Steger算法对系统图像数据进行处理； 5、现场完成系统参数标定，进行测量实验，验证了系统的可行性，对系统精度进行了评定；并模拟复杂场景，验证了系统的适应性；实验结果表明，测量系统工作距离在8～16m的范围时，其测量精度可以达到±2mm。 |
| 作者： | 刘蒙 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 刘常杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
