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(yùn)營益發(fā)重要。然而，目前鐵路線路異物檢測技術(shù)滯后于應(yīng)用需求，因異物侵限導(dǎo)致的鐵路事故時(shí)有發(fā)生，帶來慘痛的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)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(shù)存在的技術(shù)難題，有效提高了異物檢測的準(zhǔn)確性，對于保證列車行車安全具有重要的實(shí)際意義。
　　本文首先進(jìn)行了鐵路異物侵限檢測系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，然后介紹了立體視覺的原理及技術(shù)，在此基礎(chǔ)上

2、進(jìn)行了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)，最后通過一系列實(shí)驗(yàn)測試了系統(tǒng)的性能和準(zhǔn)確性。
　　論文重點(diǎn)研究內(nèi)容包括相機(jī)標(biāo)定、圖像校正、圖像匹配以及三維重建等技術(shù)。通過MATLAB相機(jī)標(biāo)定工具箱完成了相機(jī)的標(biāo)定，根據(jù)相機(jī)標(biāo)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(shí)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(diǎn)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(zhǔn)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(jì)算速度慢的問題，提出采用CUDA并行計(jì)算構(gòu)架優(yōu)化程序設(shè)計(jì)的方法，有效提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
　　在實(shí)驗(yàn)室和地鐵現(xiàn)場環(huán)境下對系統(tǒng)進(jìn)行測試，實(shí)現(xiàn)了尺寸超過30cm×30cm×30cm異物的檢測與報(bào)警，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)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(jìn)行三維重建，根據(jù)三維重建結(jié)果進(jìn)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