基于立體視覺的異物侵界檢測方法研究.pdf

1、隨著我國高速鐵路的飛速發(fā)展，鐵路網(wǎng)規(guī)模與日俱增，鐵路線路的安全運營益發(fā)重要。然而，目前鐵路線路異物檢測技術滯后于應用需求，因異物侵限導致的鐵路事故時有發(fā)生，帶來慘痛的人員傷亡和經(jīng)濟損失。本文提出了基于立體視覺的異物侵界檢測方法，克服了目前鐵路異物檢測技術存在的技術難題，有效提高了異物檢測的準確性，對于保證列車行車安全具有重要的實際意義。
　　本文首先進行了鐵路異物侵限檢測系統(tǒng)總體方案設計，然后介紹了立體視覺的原理及技術，在此基礎上

2、進行了系統(tǒng)軟硬件設計，最后通過一系列實驗測試了系統(tǒng)的性能和準確性。
　　論文重點研究內(nèi)容包括相機標定、圖像校正、圖像匹配以及三維重建等技術。通過MATLAB相機標定工具箱完成了相機的標定，根據(jù)相機標定結(jié)果使用OpenCV中的圖像校正函數(shù)完成了圖像的去畸變校正和平行校正，根據(jù)SAD塊匹配算法實現(xiàn)了圖像的立體匹配，采用匯聚式立體視覺模型完成了匹配點的三維重建，有效解決了傳統(tǒng)的基于平行式立體視覺模型的三維重建結(jié)果不準的問題。針對目前基于

3、立體視覺的三維重建普遍存在的計算速度慢的問題，提出采用CUDA并行計算構架優(yōu)化程序設計的方法，有效提高了系統(tǒng)的實時性。
　　在實驗室和地鐵現(xiàn)場環(huán)境下對系統(tǒng)進行測試，實現(xiàn)了尺寸超過30cm×30cm×30cm異物的檢測與報警，實驗結(jié)果顯示，本系統(tǒng)能夠?qū)崟r準確地檢測到入侵的異物。采用立體視覺的方法對鐵路線路進行三維重建，根據(jù)三維重建結(jié)果進行異物侵界檢測，有效克服了傳統(tǒng)基于圖像差分的異物檢測方法存在的靜止異物的漏檢、陰影的誤檢和無法定位