基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的高速鐵路道岔三維檢測及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著高速鐵路的不斷發(fā)展，鐵路各個組成部分的檢測要求不斷提高，包括檢測精度、檢測速度以及檢測方式等都需要適應(yīng)檢測對象和檢測環(huán)境。為了適應(yīng)新的檢測要求，許多先進的檢測技術(shù)和設(shè)備被應(yīng)用于鐵路的檢測，其中機器視覺由于其組成結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)工作要求低且可以實現(xiàn)多種檢測任務(wù)，成為近年來鋼軌檢測研究的熱門領(lǐng)域之一。高速道岔作為高速鐵路的重要組成部分，相對于鋼軌而言，表面構(gòu)造復雜且精度要求更高，結(jié)合機器視覺的應(yīng)用經(jīng)驗，對其在高速道岔檢測方面的應(yīng)用進行研究

2、和探索有著重要的現(xiàn)實意義。
　　本文對基于機器視覺的雙目結(jié)構(gòu)光在高速道岔三維檢測中的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用情況作了較為深入的研究，初步設(shè)計并實現(xiàn)了基于雙目結(jié)構(gòu)光的高速道岔檢測系統(tǒng)。雙目結(jié)構(gòu)光是三維測量中常用的技術(shù)，它綜合了雙目立體視覺和光柵式結(jié)構(gòu)光測量的技術(shù)優(yōu)勢，既可以實現(xiàn)高精度的匹配，又避免了復雜的標定過程。本文針對高速道岔檢測特點，設(shè)計了基于結(jié)構(gòu)光的道岔三維檢測系統(tǒng)的硬件構(gòu)成和軟件模塊。
　　本文對雙目結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的標定方法進行研

3、究，實現(xiàn)了基于平面靶標的快速標定，并通過實驗驗證了標定的可行性。針對在雙目結(jié)構(gòu)光檢測過程中檢測系統(tǒng)視角對三維測量數(shù)據(jù)的影響，綜合考慮投影儀和系統(tǒng)測量模型兩方面因素，提出了視角優(yōu)化方法，保證采集的點云數(shù)據(jù)擁有較高的質(zhì)量。基于視角優(yōu)化理論，對檢測系統(tǒng)的檢測路徑進行規(guī)劃，根據(jù)規(guī)劃要求設(shè)計了測量小車，實現(xiàn)道岔表面三維點云數(shù)據(jù)的高效采集。對采集的點云數(shù)據(jù)進行相應(yīng)處理，針對系統(tǒng)的測量特點，改進多視拼接的方式，利用Geomagic Qualify完成