基于車(chē)載近景攝影測(cè)量的高速鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測(cè).pdf

1、鐵路軌道是支撐列車(chē)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施，引導(dǎo)機(jī)車(chē)平穩(wěn)安全運(yùn)行。在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，軌道可能受到車(chē)輪擠壓、路基沉降等因素影響，導(dǎo)致出現(xiàn)幾何形變。為保障列車(chē)高速安全運(yùn)行，必須加強(qiáng)對(duì)鐵路軌道的檢測(cè)和維護(hù)，保持軌道結(jié)構(gòu)具備良好的幾何狀態(tài)。
　　本論文研究了車(chē)載近景攝影測(cè)量檢測(cè)高速鐵路軌道靜態(tài)幾何狀態(tài)的理論和方法，研發(fā)了軌道近景影像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，獲取連續(xù)軌道影像，利用圖像匹配算法提取軌道影像的同名點(diǎn)，基于自檢校光束法區(qū)域網(wǎng)平差解算影像外方位元

2、素，通過(guò)提取軌道內(nèi)邊緣計(jì)算其三維坐標(biāo)，從而計(jì)算軌道靜態(tài)幾何狀態(tài)參數(shù)。
　　針對(duì)軌道近景影像灰度相似性高、數(shù)據(jù)量龐大的特點(diǎn)，采用ORB算法與最近鄰算法提取影像同名點(diǎn)，并進(jìn)行誤匹配剔除與抽稀處理。實(shí)驗(yàn)表明，基于ORB算法提取軌道影像同名點(diǎn)具有較高的準(zhǔn)確性和空間分布均勻性，且基本達(dá)到實(shí)時(shí)處理的要求。
　　顧及軌道近景影像受數(shù)碼相機(jī)內(nèi)方位元素和物鏡畸變的系統(tǒng)性影響，采用了自檢校光束法區(qū)域網(wǎng)平差解算影像的內(nèi)、外方位元素和畸變參數(shù)。實(shí)驗(yàn)

3、表明，軌道影像自檢校光束法平差的檢核點(diǎn)沿軌向的均方根誤差為0.7mm，垂軌向均方根誤差為1.6ram，高程的均方根誤差為1.3mm，滿足軌道檢測(cè)的高精度要求。
　　由于軌道影像中鋼軌的色調(diào)單一、灰度差異不顯著，采用自適應(yīng)閾值的Canny算子與多項(xiàng)式圖像匹配模型提取鋼軌內(nèi)邊緣的同名點(diǎn)，計(jì)算其在軌道控制網(wǎng)中的三維坐標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于多項(xiàng)式匹配模型的檢核點(diǎn)垂軌向坐標(biāo)的均方根誤差為1.6個(gè)像素，沿軌向坐標(biāo)的均方根誤差為1.3個(gè)像素，匹