基于立体视觉地铁异物侵限的分析

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1、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务．并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：辛#击交签字日期：)oJ1年6月掘日导师签名：刍≥粗7占j签字日期：山肛年6月’g日中图分类号：U2I5．8学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文基于立体视觉的地铁异物侵限分析Analysisonmetrogaugeintrusionba

2、sedonstereovision作者姓名：韩志文导师姓名：余祖俊学位类别：工科学号：10121613职称：教授学位级别：硕士学科专业：检测技术与自动化装置研究方向：智能化仪器仪表计术北京交通大学2012年6月致谢本论文的工作是在我的导师余祖俊教授的悉心指导下完成的，余祖俊教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来余祖俊老师对我的关心和指导。史红梅副教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向史老师表示衷心的谢意。朱立强副教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写

3、论文期间．郭保青、许西宁等老师对我论文中的对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。另外也感谢我的父母，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。中文摘要摘要：随着城市化进程的推进，交通问题日益凸显，为了进一步提高城市交通承载力，许多城市不断加大地铁建设的力度，由此所衍生的地铁运行安全问题也开始备受关注。地铁限界是保证地铁安全运行的空间范围，当有异物侵入限界时．就会对地铁车辆的运行安全产生很大的威胁。利用非接触式检测技术快速、准确地检测出侵限异物．对保证地铁运行安全具有十分重要的意义。论文在分析了激光扫描和立体视觉两种限界检测技术优缺点的基础上，确定了激光扫

4、描技术和立体视觉技术相结舍的检测方案。由于基于激光扫描的限界检测系统方案己比较成熟．本文着重研究了基于立体视觉的限界检测系统．作为激光扫描检测的补充手段。本文主要完成以下4个方面的工作：(1)利用Ha&on视觉软件完成了摄像机标定，得到了摄像机的内、外参数，以此为基础．构建出摄像机成像模型。(2)提出了自动特征点匹配和手动特征点匹配相结合的方案来进行特征点的匹配。其中，自动特征点匹配分三大模块分别是特征点定位、特征点描述以及特征点匹配，从特征点提取数量、运算时间两方面考虑，在特征点定位算法上选取了Surf，特征点描述算法选取了Surf，特征点匹配算法选取了Flann，三者组合能够满足实验

5、要求。(3)根据构建出的摄像机模型以及匹配出的特征点求解出了特征点的世界坐标，完成了特征点的三维重建。(4)依据地铁限界坐标系咀及地铁限界标准构建出了限界空间，并将特征点转换到限界空间中，在此基础上，完成了对特征点侵限的判定。论文完成了实验室试验，试验结果表明，该系统能够比较准确地提取出异物的特征点，克服了误匹配以及漏匹配情况的发生，能够快速地完成异物侵限判定．无漏检．系统精度为厘米级，达到了预期的目的。关键词：地铁限界：立体视觉；相机标定：特征点匹配；三维重建：侵限分析分类号：U215．8ABSTRACTABSTRACT：Withtheadvancementofurbanization

6、process，thetrafhcproblemhasbecomeincreasinglyprominentInordertoimprovetheurbantrafficcarryingcapaal吼manycitieshaveincreasedtheintensityofthemetroconstructionwiththeproblemdedvedfrommetrosecuritydrawingpeople’sattentionThemetrogaugeisaspatialextentinwhichthesubwaycanruninsafetyandifintrusionsexist

7、，vehiclescanhaveabigthreatSoquickandaccuratedetectionofintrusionsusingdynamicnon-connectmeasurementmethodshasbecomemoreimportanttothesubwaysafetyoperationThedetectionmethodscombingthelaserscanningandstereovisionweredet