視覺測量關鍵技術(shù)研究及在鐵路碎石道砟參數(shù)測量中的應用.pdf

1、視覺測量技術(shù)以計算機視覺為基礎，融合了數(shù)學、光電子學，圖像處理等多學科理論，是現(xiàn)代檢測技術(shù)的核心之一，也是計算機視覺研究領域的熱點問題之一。近年來，隨著我國鐵路的快速發(fā)展，視覺測量技術(shù)以其快速、簡便、非接觸等優(yōu)勢在安全狀態(tài)監(jiān)測方面得到了廣泛應用。道砟作為有砟道床的主要組成部分，其顆粒幾何形狀對道床的服役性能有著直接的影響，因此研究準確、高效、簡便的道砟幾何形狀參數(shù)測量方法，對于保障鐵路線路安全平穩(wěn)運營有著重要意義。
　　本文在視覺

2、測量關鍵技術(shù)研究基礎上，提出了一種基于雙平面鏡系統(tǒng)的多視角道砟輪廓提取算法，并針對道砟顆粒的幾何形狀特點，改進了攝像機內(nèi)參自標定算法，以此為基礎提出并實現(xiàn)了道砟幾何形狀參數(shù)測量算法。
　　本文的主要工作有:
　　(1)提出了一種基于雙平面鏡系統(tǒng)的多視角道砟輪廓提取算法。針對雙平面鏡成像的特點以及碎石道砟的顏色先驗，通過區(qū)域分割、局部二值化、去噪平滑等步驟，提取了道砟的多視角輪廓，并分析了測量誤差。通過道砟測量實驗證明了該算法

3、的有效性和實用性。
　　(2)提出了基于雙平面鏡系統(tǒng)的攝像機改進標定算法。利用雙面鏡系統(tǒng)提取的多視角道砟輪廓，完成攝像機的自標定，同時針對道砟顆粒的非凸幾何特性出現(xiàn)的偏差點，提出了基于標靶的內(nèi)參標定改進算法。通過實驗證明了本文提出的內(nèi)參改進標定方法的有效性。
　　(3)提出了基于二維多視角輪廓投影和三維幾何重建的道砟參數(shù)測量方法。根據(jù)獲取的道砟多視角輪廓投影，研究了道砟輪廓及其平面鏡成像之間的幾何關系，提出了基于二維多視角輪