基于雙目視覺的鋼軌磨耗測量系統(tǒng)關鍵技術的研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來隨著高速鐵路和重載運輸?shù)拇罅Πl(fā)展，客貨運量和行車密度大幅度增長，鋼軌磨耗日益嚴重。而我國鋼軌磨耗大部分采用接觸式卡距或其它接觸式測量方法，存在勞動強度較大、精度較低、效率較低等缺點。研制新的非接觸式的鋼軌磨耗自動測量系統(tǒng)具有重大的意義。目前國內已有基于單目視覺的非接觸式鋼軌磨耗測量系統(tǒng)的研究。本文針對單目視覺的局限性將雙目視覺技術應用到鋼軌磨耗測量研究中，對系統(tǒng)關鍵技術進行了深入的研究，實現(xiàn)了鋼軌磨耗的測量。 本文提出了一

2、種基于雙目視覺技術的非接觸式鋼軌磨耗測量方案。在對當前各種標定技術做出綜合分析的基礎上，提出了一種適合鋼軌磨耗測量環(huán)境的倒凹字形標定模板，并針對該模板設計了隨機Hough特征點提取算法和Tsai兩步相機標定算法實現(xiàn)系統(tǒng)的精確標定。在此基礎上，針對鋼軌磨耗測量的具體要求，設計了圖像處理模塊，采用立體匹配算法實現(xiàn)了鋼軌斷面輪廓關鍵點的匹配，通過三維重建完成了鋼軌斷面磨耗的測量。 本文首先研究了當前各種近景攝影測量標定技術，然后詳細介

3、紹了系統(tǒng)的總體設計方案，其中包括系統(tǒng)標定、圖像預處理、輪廓還原、匹配測量等模塊的詳細設計，并對各模塊涉及的關鍵技術做了深入的研究。最后實現(xiàn)了鋼軌磨耗測量系統(tǒng)軟件AbrasionMeasurement1.0，并使用該軟件進行了實際鋼軌磨耗測量實驗。實驗結果表明本系統(tǒng)能夠完成預期的鋼軌磨耗測量任務，測量精度達到0.50mm，基本滿足實際測量要求。該系統(tǒng)具有非接觸、快速、結構小巧、上下道方便、顯示直觀等優(yōu)點。本論文的研究成果為我國高速鐵路鋼軌