接觸軌檢測(cè)中攝像機(jī)標(biāo)定的分析與研究.pdf

1、隨著我國(guó)地鐵建設(shè)事業(yè)的高速發(fā)展，如何提高接觸軌供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性是保障電力機(jī)車的可靠運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題之一。由于計(jì)算機(jī)視覺測(cè)量具有非接觸性、速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為接觸軌檢測(cè)的重要手段。攝像機(jī)標(biāo)定是計(jì)算機(jī)視覺利用二維圖像獲取世界三維空間信息的前提和基礎(chǔ)。本文主要研究了攝像機(jī)標(biāo)定的理論和方法，并將其應(yīng)用于接觸軌檢測(cè)試驗(yàn)中，為接觸軌檢測(cè)參數(shù)提供高精度的數(shù)據(jù)并奠定良好的基礎(chǔ)。
　　本文從攝像機(jī)標(biāo)定的基本原理入手，對(duì)幾種常用的標(biāo)定

2、方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，根據(jù)接觸軌檢測(cè)環(huán)境，應(yīng)用了激光三角測(cè)距標(biāo)定法和雙目成像標(biāo)定法。一種激光三角測(cè)距標(biāo)定法是采用激光三角測(cè)距原理，利用攝像機(jī)標(biāo)定裝置，測(cè)量十幾組圖像像素坐標(biāo)和對(duì)應(yīng)的接觸軌幾何位置，通過(guò)攝像機(jī)線性成像模型，根據(jù)Matlab求出圖像像素坐標(biāo)系和接觸軌幾何位置的轉(zhuǎn)換關(guān)系，最后，選取10組不同的圖像像素坐標(biāo)，通過(guò)已求出的圖像像素坐標(biāo)系和接觸軌幾何位置的轉(zhuǎn)換關(guān)系，得到接觸軌的幾何空間位置。將求得的接觸軌幾何位置與實(shí)際位置進(jìn)行誤差分析

3、，驗(yàn)證了該標(biāo)定方法的有效性和準(zhǔn)確性；另一種激光測(cè)距標(biāo)定法是利用標(biāo)定裝置分別測(cè)量10組圖像像素坐標(biāo)系中u，v與它對(duì)應(yīng)的接觸軌幾何空間位置p，h，采用最小二乘支持向量機(jī)進(jìn)行擬合處理，最后將同一像素位置的擬合值和實(shí)際測(cè)量值進(jìn)行誤差分析，驗(yàn)證了該標(biāo)定方法的有效性和準(zhǔn)確性。
　　雙目成像標(biāo)定法可分為線陣相機(jī)標(biāo)定法和面陣相機(jī)標(biāo)定法。線陣相機(jī)標(biāo)定法通過(guò)對(duì)線陣圖像進(jìn)行處理，提取特征點(diǎn)，采用雙目成像原理，獲得圖像像素坐標(biāo)系和接觸軌幾何空間位置的轉(zhuǎn)換

4、關(guān)系，試驗(yàn)證明，當(dāng)檢測(cè)車以不同速度經(jīng)過(guò)同一段接觸軌時(shí)，采集的線陣圖像，有很大的差別，所以該標(biāo)定不適用于接觸軌檢測(cè)中；面陣相機(jī)標(biāo)定法采用攝像機(jī)線性成像模型，建立圖像像素坐標(biāo)系和接觸軌幾何空間位置的關(guān)系式，通過(guò)對(duì)該關(guān)系式的分析與研究，得知該標(biāo)定方法的計(jì)算過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，實(shí)時(shí)性不高，不適用于接觸軌檢測(cè)中。
　　本文將基于線性成像模型的激光三角測(cè)距標(biāo)定方法和基于數(shù)據(jù)擬合的激光三角測(cè)距標(biāo)定方法應(yīng)用于接觸軌在線檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，并進(jìn)行了相應(yīng)的試