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一种新型轨道检测技术的基础理论探讨
| 论文题名： | 一种新型轨道检测技术的基础理论探讨 |
| 关键词： | 轨道检测;近景数字摄影测量;图像处理;数码相机;图像拼接;镜头畸变改正模型 |
| 摘要： | 铁路提速后对轨道的维护和量测提出了新的挑战。近景数字摄影测量的技术优势促使人们考虑用数码相机采集轨道影像，通过图像处理技术来满足轨道检测的要求，己成为一种值得探索的新方法。为获取范围足够大、高分辨率和便于量测的轨道视频图像，需要有精确的、大视场的二维轨道影像。但由于条件限制，单幅数码影像难以做到分辨率高且视场足够大的效果，它需要采用连续拍摄获得序列影像，通过图像拼接技术得到轨道镶嵌图像。实际拍摄时，采用非量测数码相机近距离拍摄轨道序列影像时，会存在不同程度的非线性畸变，其误差将影响轨道量测的精度。手持或车载数码相机摄取轨道的图像，摄影主光轴与地平面有一夹角，连续的序列影像拼接前需要对倾斜的轨道图像进行几何纠正，使其成为正直摄影图像，才能更好地满足图像拼接的要求，以获得正直摄影效果的、大范围的、方便量测的轨道镶嵌图像。 为选择非量测数码相机的镜头畸变改正模型，采用室内模拟试验，比较球型模型和多项式算法的校正效果，试验结果表明球型模型的校正精度更高。为解决倾斜轨道影像的无控制点问题，几何纠正中利用轨道图像中存在的平行线特点，计算灭点及方位元素，然后根据几何变换模型对轨道影像进行几何纠正。通过模拟试验统计纠正影像的残差，试验结果显示采用基于灭点理论的纠正方法的精度能够满足轨道图像的几何纠正的要求。使用SIFT特征点提取算子对纠正后的序列轨道影像进行特征点提取，采用仿射变换模型匹配拼接图像，最后统计轨道拼接图像的实验精度，基本达到轨道平顺性量测的要求。 通过仿真实验结合实际轨道数码影像进行图像数据处理，证实采用近景摄影测量方法进行轨道检测，基本上能够满足轨道平顺性的量测精度要求。由此可见利用非量测数码相机获取序列轨道影像进行轨道平顺性检测，技术可行。较传统的轨道静态检测技术，它的检测效率更高、劳动强度更低，是高速铁路轨道实时维护检测中具有应用潜力的有效技术手段。 |
| 作者： | 李芳芳 |
| 专业： | 摄影测量与遥感 |
| 导师： | 岑敏仪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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