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基于图像处理的轨距检测算法研究
| 论文题名： | 基于图像处理的轨距检测算法研究 |
| 关键词： | 轨距检测;图像处理;算法技术;系统设计 |
| 摘要： | 轨道不平顺主要包括轨道高低、轨向、水平、三角坑以及轨距等一系列不平顺参数,其中轨距是最基本的轨道不平顺参数之一。自有轨检车以来,轨距一直是轨检测的一项重要内容。如果轨距不能精确的检测,将会造成铁路、城市轨道交通的重大安全隐患,轨距大会导致列车脱轨,轨距小会加速轮轨磨耗。为实现轨距的准确、高效、非接触检测一直是国内外铁路部门的一个重要研究课题。本文在介绍了轨距检测的开发背景、研究现状后,提出采用计算机双目交汇式视觉测量技术与数字图像处理技术相结合的轨距非接触检测方案。双目交汇式测量技术是从计算机领域中发展起来的新型非接触测量方法,它是一种结合图像处理技术,把图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用的测量技术。 本文主要研究了以下几个方面: (1)以针孔透视模型为基础的CCD摄像机成像模型和标定的基本理论,线性与非线性两种不同的标定方法。在视觉测距系统中,重点介绍空间点重建的不同方法,并进行对建立在标定板上、摄像机光心上两种不同世界坐标系下以及利用光平面空间点重建方法的比较;对两种世界坐标系下测距空间精度的比较;对光平面测距与双目测距的比较。通过对比找到适合本课题的空间点重建及测距方法,分析造成视觉测量误差的主要因素。 (2)在图像处理过程中的预处理方法,两种不同的空域滤波算法的比较。对图像分割方法进行分析、比较,针对灰度图像分割存在的缺点,提出采用在RGB颜色空间基于颜色分量的分割算法。该算法通过提取 R分量并结合图像差影法,成功提取出轨道断面轮廓断面及轨距测量匹配点二值图像,通过Hilditch细化算法得到钢轨断面及轨距测量“十”字交叉匹配点的细化图像,并且利用分割搜索的办法提取轨距测量匹配点的亚像素坐标。 最后总结了本文完成的主要工作及以后对本算法应用于轨距测量的展望。 本文重点工作包括: (1)两种世界坐标系、光平面点三维重建的比较。 (2)多种视觉测量方案、测距精度的比较、分析。 (3)钢轨断面轮廓及轨距测量匹配点的图像分割算法。 |
| 作者： | 李立明 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 柴晓冬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海工程技术大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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