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基于双目视觉的钢轨磨耗测量系统关键技术的研究与实现
| 论文题名： | 基于双目视觉的钢轨磨耗测量系统关键技术的研究与实现 |
| 关键词： | 钢轨磨耗;测量系统;近景摄影;双目视觉技术;立体匹配算法;三维重建 |
| 摘要： | 近年来随着高速铁路和重载运输的大力发展，客货运量和行车密度大幅度增长，钢轨磨耗日益严重。而我国钢轨磨耗大部分采用接触式卡距或其它接触式测量方法，存在劳动强度较大、精度较低、效率较低等缺点。研制新的非接触式的钢轨磨耗自动测量系统具有重大的意义。目前国内已有基于单目视觉的非接触式钢轨磨耗测量系统的研究。本文针对单目视觉的局限性将双目视觉技术应用到钢轨磨耗测量研究中，对系统关键技术进行了深入的研究，实现了钢轨磨耗的测量。 本文提出了一种基于双目视觉技术的非接触式钢轨磨耗测量方案。在对当前各种标定技术做出综合分析的基础上，提出了一种适合钢轨磨耗测量环境的倒凹字形标定模板，并针对该模板设计了随机Hough特征点提取算法和Tsai两步相机标定算法实现系统的精确标定。在此基础上，针对钢轨磨耗测量的具体要求，设计了图像处理模块，采用立体匹配算法实现了钢轨断面轮廓关键点的匹配，通过三维重建完成了钢轨断面磨耗的测量。 本文首先研究了当前各种近景摄影测量标定技术，然后详细介绍了系统的总体设计方案，其中包括系统标定、图像预处理、轮廓还原、匹配测量等模块的详细设计，并对各模块涉及的关键技术做了深入的研究。最后实现了钢轨磨耗测量系统软件AbrasionMeasurement1.0，并使用该软件进行了实际钢轨磨耗测量实验。实验结果表明本系统能够完成预期的钢轨磨耗测量任务，测量精度达到0.50mm，基本满足实际测量要求。该系统具有非接触、快速、结构小巧、上下道方便、显示直观等优点。本论文的研究成果为我国高速铁路钢轨的磨耗测量提出了一种可行的解决方案。 |
| 作者： | 王玉柱 |
| 专业： | 计算机应用 |
| 导师： | 尹辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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