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基于双线阵CCD相机的高铁CPⅢ自动检测研究
| 论文题名： | 基于双线阵CCD相机的高铁CPⅢ自动检测研究 |
| 关键词： | 高速铁路;双线阵CCD相机;CPⅢ自动检测;数字图像处理;摄影测量;相机标定 |
| 摘要： | 随着经济和社会的高速发展,交通网络日渐发达。高速铁路作为交通网络的重要组成部分,也取得了异常迅猛的发展,这使得如何保障高速铁路的安全成为一个非常重要的课题。现阶段,高速铁路检测技术还不够发达,传统的静态检测方法已不能满足现代快速铁路养护维修的标准要求。因此,迫切需要一种高精度、高效率的动态检测系统来完成高铁轨道的检测,以保障高速铁路的安全。 如今计算机技术不断快速发展,摄影测量技术在工程中得到了广泛的应用。双目立体摄影测量作为一种区别于传统的非接触式测量方法,其具有准确、快速以及实时等特点。因此将双目立体摄影测量技术应用于高铁轨道检测领域,对实现高铁CPⅢ的动态检测有着非常广阔的前景。本文的主要研究内容可以概括为以下几个方面: 1.针对高铁CPⅢ的特点,采用双目立体摄影测量和数字图像处理技术,结合非接触式测量技术精度高、效率高、成本低的特点,设计了基于双线阵相机的高铁CPⅢ自动检测系统。对该检测系统的结构从硬件和软件两个部分进行充分的论述和详细的说明。 2.根据双目立体摄影测量的原理和线阵相机的成像模型,构建一个基于双线阵CCD相机的摄影测量系统。研究和分析了双线阵CCD相机的标定,并通过实验对其精度进行验证。 3.对于采集到的数字图像,运用OpenCV(开源计算机视觉库)中的灰度拉伸和中值滤波两种数字图像处理算法进行图像增强处理,极大地降低图像中的噪声并突出CPⅢ的轮廓特征。 4.通过模板匹配和分割得到CPⅢ控制点的感兴趣区域,用最小二乘法计算出CPⅢ控制点中心的像素坐标,最后根据标定得到的三维空间与二维图像的变换关系计算出CPⅢ控制点在相机坐标系中的坐标,并配以里程计数功能,实现CPⅢ的自动检测。 5.进行大量CPⅢ动态检测实验,分析实验数据,验证其能否达到精度要求。 6.最后,总结了本文所取得的成果。并提出了本系统的不足以及进一步改进的方案。 |
| 作者： | 谢昊原 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 韩毅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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