基于3D成像技术的铁路扣件检测研究与应用

发布时间：2022-07-14 10:01

　　随着我国铁路第六次大提速,高速铁路的发展驶上快车道。铁路巡检是列车运行安全的重要保障,智能化巡检技术已成为巡检系统研究的重点和热点,旨在实现铁路轨面、扣件弹条、轨道道床等目标可能存在的表面擦伤、缺损、断裂、轮廓变形等病害问题的快速、准确识别。本文以中国铁道科学研究院智能巡检车课题中的相关需求为出发点,在分析了当前光学成像技术发展现状的基础上,提出了基于线结构三维成像技术的铁路设备目标检测方法,并以扣件弹条检测为依托,对铁路设备三维成像检测系统中的系统设计、系统标定和数据处理开展了研究工作。论文取得以下几点研究成果:（1）三维图像数据采集硬件平台搭建与采集软件设计与开发。基于激光三角测量法,选取相机、线激光器、电动平移台直线导轨为核心搭建3D图像数据采集硬件平台。基于Visual Studio 2010平台设计开发了“基于线结构光的3D图像采集系统”软件LP-S2-3D,实现三维图像数据采集、3D重建等功能。（2）基于线结构光的3D图像采集系统标定方法研究。针对基于线结构光的三维立体成像系统的标定问题,在研究线结构光三角测量算法原理的基础上,优化并完善了基于齿形靶标的高精度系统标定方法。... 

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景和意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 铁路巡检系统研究现状
        1.2.2 铁路扣件系统概述
        1.2.3 扣件系统检测方法研究现状
    1.3 论文结构安排
2 基于线结构光的三维成像技术与图像采集系统搭建
    2.1 三维成像技术的场景适用性分析
    2.2 适用于铁路场景的三维成像方式选型
    2.3 基于线结构光的三维成像硬件选型及平台搭建
    2.4 三维图像采集软件平台的设计与开发
    2.5 本章小结
3 基于齿形靶标法的线结构光三维成像系统标定方法
    3.1 现有标定方法适应性分析
    3.2 齿形靶标标定方法的改进
        3.2.1 齿形靶标法标定原理
        3.2.2 线结构光条纹中心快速提取
    3.3 实验结果及分析
    3.4 本章小结
4 基于自适应区域生长法的弹条提取与三维重建方法
    4.1 扣件弹条图像三维数据分析与重建
    4.2 扣件弹条图像预处理
        4.2.1 图像去噪
        4.2.2 无效区域数据去除
        4.2.3 预处理结果
    4.3 扣件弹条图像区域分割
        4.3.1 分割原理综述
        4.3.2 自适应区域生长法
    4.4 实验结果及分析
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集



本文编号：3660916