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接触线几何参数双目视觉测量系统理论分析与研究
| 论文题名： | 接触线几何参数双目视觉测量系统理论分析与研究 |
| 关键词： | 电气化铁路;供电网;接触线;几何参数;双目视觉测量系统 |
| 摘要： | 接触线是电气化铁路供电网——接触网的重要组成部分,它与电力机车上的受电弓滑动摩擦接触,向电力机车输送电能.接触线的几何参数(导高、拉出值和磨损)直接影响到接触线与受电弓滑板摩擦接触的可靠性和稳定性,从而影响电力机车的受流质量,甚至运行安全.因此,在接触网建设、运行维护、检修等过程中,接触线几何参数的测量是必不可少的内容.为此,研究开发测量精度和效率高、自动化程度高、适用于现场测量的便携式检测仪器,具有重要工程实用意义. 论文对现有的各种接触线检测方法和仪器进行了全面分析与比较.在此基础上,综合考虑接触线检测的技术要求和计算机视觉检测的特点,确立了基于双目视觉原理的接触线几何参数测量方法,并进行方案设计.提出了利用二次反射棱镜折转光路,使两个相机"背靠背"水平安装的光路设计,其优点是:(1)有利于相机安装调试,而且,可将相机藏置于轨距尺壳体的内部,有助于防护.(2)同时也有利于相机前面窄带滤光片的安装与防护.(3)采用二次反射棱镜折转光路,有利于减小光路误差. 其次,建立了双目视觉法测量接触线几何参数的通用数学模型.应用MTALAB软件对双目测量系统结构参数和相机参数与测量误差之间的关系进行仿真分析.结果表明:(1)两相机光轴夹角和两相机像平面中心距的误差引起的测量误差大;在保持两相机光轴夹角不变的情况,测量误差对单个相机倾斜角α1和α2的变化不敏感.(2)选配焦距一致性好的两个镜头,并进行镜头畸变补偿,可有效减小测量误差. 第三,对相机成像模型和相机标定方法进行分析研究,确定了基于平面模板两步法的双目测量系统标定方法.在VC++环境下,基于OpenCV和MFC设计开发了双目测量系统标定程序. 在理论分析研究的基础上,自行设计制作了双目视觉测量装置,并进行双目标定实验和初步的接触线实物测量实验.测试结果与理论分析吻合较好.为进一步的仪器研发提供了基础与理论依据. |
| 作者： | 刘延杰 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张凤生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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