基于结构光测量技术的接触轨检测方法研究

发布时间：2023-10-06 15:21

　　结构光测量技术用于地铁线路中的接触轨检测任务,具有很多的优势。从行业现状上看,传统的人工对接触轨进行接触式测量,由于检测效率低、工作量大,已经不能满足现在地铁线路的维护工作要求,急需一种便携式的自动化检测工具提供支持。从技术优势上看,结构光测量技术具有非接触性、抗干扰性强、测量精度高等优势,拥有很大的发展前景和应用价值,完全满足接触轨的检测要求。结构光测量技术主要有三角测量和双目测量这两种典型的技术,被广泛应用于工业视觉测量领域中。双目视觉相对三角测量计算量要多出一倍,并且双目匹配代价较高,牺牲了一定的相机精度;三角测量技术需要求解光平面结构信息,系统标定精度要求特别高,需要合适的标定方法才能保证测量精度。根据实际需求,本文通过合适的标定方法,采用三角测量实现检测要求。本文以实际项目需求为背景,构建出一个基于三角测量的接触轨检测系统,用来检测地铁接触轨相关参数。论文的主要内容如下:(1)论文通过建立三角测量法的数学模型,详细分析了测量模型中影响测量精度的因素。然后深入的研究了摄像机标定相关的数学原理,通过两步法结合二维平面靶标实现了系统相机的标定。最后根据本文接触轨的特征,设计了一种系...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 接触轨检测现状
    1.3 结构光测量技术研究现状
        1.3.1 结构光类别
        1.3.2 双目视觉技术
        1.3.3 三角测量检测技术
    1.4 本论文的研究内容
        1.4.1 论文研究内容
        1.4.2 论文组织构架
第2章 结构光检测技术原理
    2.1 摄像机成像数学模型
        2.1.1 坐标系介绍
        2.1.2 小孔成像数学模型
        2.1.3 镜头畸变数学模型
    2.2 结构光测量模型
        2.2.1 三角测量数学模型
        2.2.2 双目测量数学模型
        2.2.3 三角测量精度分析
    2.3 本章小结
第3章 系统参数标定
    3.1 摄像机内参标定
        3.1.1 张正友标定原理
        3.1.2摄像机内参标定实验
    3.2 光平面外参标定
        3.2.1 外参标定求解
        3.2.2外参标定实验
    3.3 多组摄像机统一坐标系标定
        3.3.1 统一标定原理
        3.3.2统一坐标系标定实验
    3.4 本章小结
第4章 测量系统结构光中心提取
    4.1 结构光特性
    4.2 常用的提取算法
        4.2.1 极值法和阈值法
        4.2.2 图像形态学方法
        4.2.3 灰度重心法
        4.2.4 曲线拟合法
        4.2.5 海森矩阵结构光中心提取算法
    4.3 改进海森矩阵算法
        4.3.1 光带图像采集及ROI提取
        4.3.2 粗略光带提取
        4.3.3 光带中心亚像素提取
    4.4结构光中心提取实验
    4.5 本章小结
第5章 系统校准与特征点提取
    5.1 最近点迭代坐标系校准
        5.1.1 ICP迭代算法
        5.1.2模型校准实验
    5.2 切片统计特征点提取
    5.3 本章小结
第6章 接触轨检测系统实现
    6.1 系统机械结构介绍
        6.1.1 主要测量部件模型介绍
        6.1.2 标定试验台
    6.2 系统硬件设计
    6.3 系统软件设计
        6.3.1 相关检测参数获取
        6.3.2 图形化界面设计
    6.4系统标定及测量实验
        6.4.1 系统摄像机标定
        6.4.2接触轨测量实验
        6.4.3 结果分析
    6.5 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果



本文编号：3851958