基于双目测量以及图像处理的铁路道口障碍物检测系统

发布时间：2023-02-10 16:21

　　中国是一个铁路大国,13.1万公里的铁路覆盖了中国57%的地区,是中国综合交通运输体系的中坚力量。其中道口作为铁路与公路的交叉点,需要确保道口上没有能够影响行车安全的障碍物,否则极容易出现交通问题甚至严重事故。而全国范围内道口的监测方式还是人工监测这种费时费力的传统方式。因此,为解决铁路道口障碍物智能化监测改造这一难题,本文研究了一种基于双目测量以及图像处理的铁路道口障碍物检测系统,通过用移动侦测算法、双目视觉算法对铁路道口进行障碍物检测和监控,可以实现道口障碍物检测的智能化改造。本系统以双目机器视觉和图像处理算法为基础,借助OpenCV机器视觉库和VC++开发平台,研究了大视场双目标定、移动帧前后景提取、SIFT特征点提取和双目障碍物尺寸检测等关键技术,最终实现了铁路道口障碍物检测的关键技术研究和软件系统开发,并在实验室和实际道口两种工况下进行了实验,对于实际道口存在诸如树阴、积水等干扰因素,本文还研究了同态滤波算法和遗留物算法进一步提高了系统对光照不均和微小障碍物的检测精度。由于算法计算量极大,将耗费大量时间和系统资源,而且摄像机的低成像质量将进一步加重计算机的负担。为提升系统工作...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 常见的铁路道口障碍物检测方案
        1.2.2 双目立体视觉
    1.3 论文主要工作
第2章 道口障碍物检测方案设计
    2.1 道口障碍物检测的技术要求
    2.2 障碍物检测核心算法设计
        2.2.1 基于移动侦测的物体识别算法设计
        2.2.2 移动侦测算法设计
        2.2.3 基于双目机器视觉的目标检测算法设计
        2.2.4 三维背景构建方案设计
    2.3 双目视觉原理
        2.3.1 视觉系统坐标系
        2.3.2 双目立体视觉模型
        2.3.3 双目摄像机平行模型
    2.4 双目系统设计
    2.5 本章小结
第3章 道口障碍物检测系统的功能实现
    3.1 双目相机现场标定系统
        3.1.1 摄像机模型标定方案
    3.2 使用OPENCV实现标定
        3.2.1 标定靶选择
        3.2.2 摄像机标定结果
        3.2.3 使用OpenCV计算所需参数
        3.2.4 标定结果的使用
        3.2.5 特征提取与匹配
        3.2.6 SIFT特征点算法
        3.2.7 特征点筛选
    3.3 道口障碍物检测系统
        3.3.1 移动侦测背景建模
        3.3.2 目标提取流程
        3.3.3 背景提取
        3.3.4 同态滤波算法
        3.3.5 遗留物检测算法
    3.4 本章小结
第4章 道口障碍物检测系统的软件实现
    4.1 摄像机控制
        4.1.1 帧同步
        4.1.2 数据转换
        4.1.3 多重曝光
    4.2 摄像机标定
    4.3 特征点检测与匹配
    4.4 算法模块优化
    4.5 遗留物检测算法
    4.6 三维背景
    4.7 监控流程
    4.8 本章小结
第5章 实验方案及结果
    5.1实验室实验
        5.1.1 实验一
        5.1.2 实验二
        5.1.3 小结
    5.2 现场实验
    5.3 误差分析
    5.4 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献



本文编号：3739505