基于双目视觉的高铁接触线参数检测技术研究.pdf

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1、摘要接触线是高速铁路接触网的重要组成部分。接触线的导高、拉出值和磨损状况等几何参数对列车运行安全非常重要。因此，需要定期检测接触线几何参数，以便及时发现安全隐患，确保列车运行安全。本文对接触网结构、接触线几何参数以及国内外对接触网检测技术与仪器的研究状况进行了比较全面、深入的分析，完成了基于双目视觉原理的便携式接触线几何参数测量系统设计，并在实验室环境下进行TN量实验。首先，针对不同测量情况下，双目视觉图像处理的复杂程度差异较大，将测量分为“基于纹理特征的自动测量模式”和“人工干预图像处理模式”，确保测量切实可行和满足测量精度要求。其次，对双目

2、视觉测量系统的结构参数、相机的光学参数和被测目标的位置参数进行分析，应用几何光学成像原理，建立了“基于纹理特征的自动测量模式”和“人工干预图像处理模式”的数学模型，导出了接触线几何参数的计算公式。第三，对“基于纹理特征的自动测量模式”和“人工干预图像处理模式"的测量特点进行分析，给出了自主设计的图像处理方法；尤其是人工干预的图像处理方法解决了接触线在左右相机中成像点的快速匹配难题。第四，应用三维设计软件SolidWorks完成了便携式测量系统的机械结构设计，而且集成了轨距测量功能。在VC++环境下，基于OpenCV视觉函数库和MFC基础类库完成

3、了测量系统软件设计。最后，自主设计制作了接触线几何参数双目视觉测量系统实验装置，分别按照“基于纹理特征的自动测量模式”和“人工干预图像处理模式”对接触线和承力索实物迸行了测量实验，验证了测量方法和系统设计的可行性和有效性。关键词：接触网；接触线；双目视觉测量；图像处理；纹理分析AbstractContactwireisanimportantpartofthecatenaryofhigh-speedrailway．Thegeometricparameters，suchastheheight，thestretchvalueandthewearsta

4、tusofthecontactwire，areveryimportantfortrainrunningsafety．Therefore，itisnecessarytomeasurethewire’Sgeometricparametersregularly,SOastofindthesecurityriskstimelyandensuretrainrunningsafety．Thisthesismakesarelativelycomprehensiveandin-depthanalysisonthecatenarystructure，thecon

5、tactwire’Sgeometryparameters，andtheresearchstatusofthecatenarydetectiontechnologyandequipment，andaportabledevicetomeasurethewire’Sgeometricparametersbasedonbinocularvisionprinciplehasbeendevelopedandtestedunderlaboratoryconditions．Firstofall，aimedattheproblemthatthecomplexit

6、yofbinocularvisionimageprocessingvariesgreatlyunderdifferentconditions，themeasurementhasbedividedintotwomodes：oneistexture-basedautomaticmeasurementmode，theotheroneismanualinterventionimageprocessingmode，whichensuresthefeasibilityandaccuracyrequirementsofthemeasuringsystem．S

7、econdly，basedoncomprehensiveanalysisonbinocularsystem’Sstructureparameters，twocameras’opticalparameters，andthepositionalparametersofthemeasuredobject，themathematicalmodelsof”texture—basedautomaticmeasurementmode”and”manualinterventionimageprocessingmode”havebeenestablishedac

8、cordingtogeometricalopticsimagingprinciple，andtheformulastocalculategeometr