铁路路基表面沉降监测系统光斑中心定位方法研究
发布时间：2021-01-16 21:11
无砟轨道由于具有轨道平顺性好、轨道几何形位能持久保持的特点,已经成为高速铁路的主要结构型式。随着高速铁路的快速发展,路基表面沉降监测要求也越来越高,传统的人工巡查方式已经不能满足目前运营管理条件的需要。机器视觉在信号处理理论、电子和计算机等相关技术的发展的基础上得到快速发展。基于机器视觉的铁路路基表面沉降监测系统通过定位激光光斑图像中心得到测量标靶沉降前后的位置数据差值,来反映监测点相对于基准点的路基沉降变形。本文根据光斑图像特征,进行目标图像提取,通过局部灰度质心法求得亚像素级质心,并利用单目视觉系统结合靶面特征点的几何信息,实时求解相机参数,修正质心定位结果。主要研究内容如下:首先,收集及调研铁路路基表面沉降监测方法、光斑中心定位方法及相关数据,建立系统光斑中心定位技术的数学模型。基于相机成像原理,建立监测系统相机模型,得出系统中靶面与相机相对位姿的测量原理;使用张正友法减少了相机标定难度,完成实验室相机的参数标定。其次,针对实际测量中普遍存在的图像背景干扰和其他因素导致光斑图像边缘模糊的问题,在使用自适应中值滤波来去除图像噪声的基础上,使用最大类间方差阈值分割得到光斑图像的十字结...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
我国常用的高速铁路无砟轨道高速铁路、无砟轨道铁路路基应进行沉降评估，路基变形观测应以路基面沉降和地
图 2.7 高精度标定板表 2.1 高精度标定板的性能参数特征 参数图案阵列 11*9大圆直径(mm) 20小圆直径(mm) 10圆心距(mm) 30图形尺寸精度(mm) 0.2图形总有效面积(mm) 310*255标提取方法为：1)获得 4 个标志圆坐标，利用坐标排序，确定相应特征圆图像坐标。相机固图像，图 2.7 所示标定板图像为其中之一。按，建立起图像坐标与世界坐标的对应关系，完标与世界坐标的修正误差统计结果，表中的畸
图 2.8 实际点与修正点之间距离的向量修正内部参数：uv001346pixels1343pixels512pixels414pixelsffuv ：1 2k 0 .1120385, k 0.2106490面沉降监测系统位姿解算方法域，通过对相机采集的目标物体图像的处理与分况。在路基表面沉降监测系统中，通过相机对靶集，使用提取特征图像、中心定位方法等进行分到沉降值，并通过光斑和靶面相对运动情况，对
【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应窗口形状的中值滤波[J]. 邹永宁,姚功杰. 光学精密工程. 2018(12)
[2]基于Mesri蠕变模型的路基工后沉降计算方法研究[J]. 肖东,蒋关鲁,马小斐,赵乾维,高方东,戚志慧. 铁道学报. 2018(09)
[3]机器视觉技术在现代汽车制造中的应用综述[J]. 尹仕斌,任永杰,刘涛,郭思阳,赵进,邾继贵. 光学学报. 2018(08)
[4]综合多畸变因素的摄像机标定[J]. 傅思勇,吴禄慎,陈华伟,胡贇. 仪器仪表学报. 2018(02)
[5]基于共线向量与平面单应性的双目相机标定方法[J]. 邹朋朋,张滋黎,王平,汪启跃,周维虎. 光学学报. 2017(11)
[6]二维旋转平台下的相机参数标定[J]. 顾国华,王佳节,陈钱,钱惟贤. 光学精密工程. 2017(07)
[7]多特征点拓扑确定位姿测量算法研究[J]. 王鹏,周权通,孙长库. 红外与激光工程. 2017(05)
[8]基于单目视觉和固定靶标的位姿测量系统[J]. 王天宇,董文博,王震宇. 红外与激光工程. 2017(04)
[9]非链式DF激光器非稳腔数值仿真与实验[J]. 阮鹏,潘其坤,谢冀江,刘春玲,柴源. 红外与激光工程. 2017(02)
[10]二维合作目标的单相机空间位姿测量方法[J]. 王向军,曹雨,周凯. 光学精密工程. 2017(01)
博士论文
[1]基于结构光投影的钢轨廓形动态测量方法研究及应用[D]. 王昊.中国铁道科学研究院 2018
[2]铁路路基表面沉降相机链视觉测量方法研究[D]. 闵永智.兰州交通大学 2014
[3]路基沉降全方位监测方法与技术的研究[D]. 杨婧.北京交通大学 2014
硕士论文
[1]复杂环境下轨面缺陷与扣件缺失的图像检测方法研究[D]. 肖本郁.兰州交通大学 2018
[2]数字图像及其在变形测量中的应用研究[D]. 孙轩.西南科技大学 2018
[3]高速铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道路基冻胀影响规律研究[D]. 赵文博.中国铁道科学研究院 2017
[4]基于十字结构光的三维重建及精度分析[D]. 吴珊珊.浙江理工大学 2016
[5]航空物探中磁传感器安装杆臂变形误差测量方法研究[D]. 魏启航.国防科学技术大学 2014
本文编号：2981541
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
我国常用的高速铁路无砟轨道高速铁路、无砟轨道铁路路基应进行沉降评估，路基变形观测应以路基面沉降和地
图 2.7 高精度标定板表 2.1 高精度标定板的性能参数特征 参数图案阵列 11*9大圆直径(mm) 20小圆直径(mm) 10圆心距(mm) 30图形尺寸精度(mm) 0.2图形总有效面积(mm) 310*255标提取方法为：1)获得 4 个标志圆坐标，利用坐标排序，确定相应特征圆图像坐标。相机固图像，图 2.7 所示标定板图像为其中之一。按，建立起图像坐标与世界坐标的对应关系，完标与世界坐标的修正误差统计结果，表中的畸
图 2.8 实际点与修正点之间距离的向量修正内部参数：uv001346pixels1343pixels512pixels414pixelsffuv ：1 2k 0 .1120385, k 0.2106490面沉降监测系统位姿解算方法域，通过对相机采集的目标物体图像的处理与分况。在路基表面沉降监测系统中，通过相机对靶集，使用提取特征图像、中心定位方法等进行分到沉降值，并通过光斑和靶面相对运动情况，对
【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应窗口形状的中值滤波[J]. 邹永宁,姚功杰. 光学精密工程. 2018(12)
[2]基于Mesri蠕变模型的路基工后沉降计算方法研究[J]. 肖东,蒋关鲁,马小斐,赵乾维,高方东,戚志慧. 铁道学报. 2018(09)
[3]机器视觉技术在现代汽车制造中的应用综述[J]. 尹仕斌,任永杰,刘涛,郭思阳,赵进,邾继贵. 光学学报. 2018(08)
[4]综合多畸变因素的摄像机标定[J]. 傅思勇,吴禄慎,陈华伟,胡贇. 仪器仪表学报. 2018(02)
[5]基于共线向量与平面单应性的双目相机标定方法[J]. 邹朋朋,张滋黎,王平,汪启跃,周维虎. 光学学报. 2017(11)
[6]二维旋转平台下的相机参数标定[J]. 顾国华,王佳节,陈钱,钱惟贤. 光学精密工程. 2017(07)
[7]多特征点拓扑确定位姿测量算法研究[J]. 王鹏,周权通,孙长库. 红外与激光工程. 2017(05)
[8]基于单目视觉和固定靶标的位姿测量系统[J]. 王天宇,董文博,王震宇. 红外与激光工程. 2017(04)
[9]非链式DF激光器非稳腔数值仿真与实验[J]. 阮鹏,潘其坤,谢冀江,刘春玲,柴源. 红外与激光工程. 2017(02)
[10]二维合作目标的单相机空间位姿测量方法[J]. 王向军,曹雨,周凯. 光学精密工程. 2017(01)
博士论文
[1]基于结构光投影的钢轨廓形动态测量方法研究及应用[D]. 王昊.中国铁道科学研究院 2018
[2]铁路路基表面沉降相机链视觉测量方法研究[D]. 闵永智.兰州交通大学 2014
[3]路基沉降全方位监测方法与技术的研究[D]. 杨婧.北京交通大学 2014
硕士论文
[1]复杂环境下轨面缺陷与扣件缺失的图像检测方法研究[D]. 肖本郁.兰州交通大学 2018
[2]数字图像及其在变形测量中的应用研究[D]. 孙轩.西南科技大学 2018
[3]高速铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道路基冻胀影响规律研究[D]. 赵文博.中国铁道科学研究院 2017
[4]基于十字结构光的三维重建及精度分析[D]. 吴珊珊.浙江理工大学 2016
[5]航空物探中磁传感器安装杆臂变形误差测量方法研究[D]. 魏启航.国防科学技术大学 2014
本文编号：2981541
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