高鐵接觸線雙目視覺測(cè)量技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-16 02:35
接觸線是高速鐵路接觸網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分。電力機(jī)車通過受電弓與接觸線的摩擦接觸獲得電能,接觸線參數(shù)(導(dǎo)高、拉出值和磨損)直接影響機(jī)車的供電穩(wěn)定性和可靠性,甚至影響機(jī)車運(yùn)行安全。因此,必須定期檢測(cè)接觸線參數(shù),確保各參數(shù)值在技術(shù)規(guī)范要求的范圍內(nèi),對(duì)不合格路段及時(shí)進(jìn)行維修或更換。本文對(duì)國內(nèi)外有關(guān)接觸網(wǎng)和接觸線檢測(cè)的研究狀況,尤其是視覺檢測(cè)技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用研究,進(jìn)行了比較全面的綜述與分析。在此基礎(chǔ)上,將雙目測(cè)量系統(tǒng)與傳統(tǒng)的軌距尺相結(jié)合,完成了便攜式多功能接觸線參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì),并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行理論分析與測(cè)量實(shí)驗(yàn)。首先,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景與測(cè)量技術(shù)要求,建立接觸線雙目測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,導(dǎo)出了接觸線導(dǎo)高和拉出值與相機(jī)內(nèi)、外參數(shù)和兩相機(jī)相對(duì)位置參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系,詳細(xì)分析了相機(jī)參數(shù)和兩相機(jī)相對(duì)位置關(guān)系對(duì)接觸線參數(shù)測(cè)量結(jié)果的影響。第二,采用張正友平面模板兩步法進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定,自主設(shè)計(jì)單目相機(jī)與雙目相機(jī)標(biāo)定程序,并進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn),得到兩相機(jī)的內(nèi)、外參數(shù)矩陣,畸變系數(shù)和相對(duì)位置關(guān)系。基于相機(jī)雙目標(biāo)定結(jié)果,進(jìn)行相機(jī)坐標(biāo)系姿態(tài)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,進(jìn)一步求得兩個(gè)相機(jī)坐標(biāo)系之間的具體旋轉(zhuǎn)位置關(guān)系。第三,采用SURF特征匹...
【文章來源】:青島大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景和研究意義
1.2 接觸線及其參數(shù)
1.3 接觸線檢測(cè)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 接觸線檢測(cè)國外研究現(xiàn)狀
1.3.2 接觸線檢測(cè)國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3.3 視覺檢測(cè)技術(shù)及其在接觸線檢測(cè)中的應(yīng)用
1.4 本文主要研究工作
第二章 接觸線雙目測(cè)量系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與誤差分析
2.1 接觸線參數(shù)雙目視覺測(cè)量原理
2.2 多功能接觸線檢測(cè)系統(tǒng)的組成
2.2.1 相機(jī)與鏡頭參數(shù)的確定
2.2.2 軌距測(cè)量方法及其傳感器選擇
2.2.3 內(nèi)外軌高度差檢測(cè)方法及其傳感器選擇
2.3 接觸線雙目視覺測(cè)量誤差分析
2.3.1 系統(tǒng)參數(shù)與相機(jī)參數(shù)誤差引起的測(cè)量誤差分析
2.3.2 相機(jī)位姿誤差引起的測(cè)量誤差分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 雙目測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定方法與實(shí)驗(yàn)
3.1 相機(jī)成像模型與鏡頭畸變模型
3.1.1 相機(jī)成像模型
3.1.2 鏡頭畸變模型
3.2 單目相機(jī)標(biāo)定方法
3.2.1 坐標(biāo)系之間的關(guān)系
3.2.2 單應(yīng)性矩陣求解
3.2.3 相機(jī)內(nèi)、外參數(shù)矩陣求解
3.2.4 畸變的求解及結(jié)果優(yōu)化
3.3 雙目相機(jī)標(biāo)定方法
3.4 雙目測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
3.4.1測(cè)量系統(tǒng)的組成與標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
3.4.2 標(biāo)定結(jié)果分析
3.5 相機(jī)坐標(biāo)系姿態(tài)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
3.5.1 相機(jī)滾動(dòng)角、俯仰角、偏航角的求解原理
3.5.2 MATLAB編程求解相機(jī)滾動(dòng)角、俯仰角、偏航角
3.6 本章小結(jié)
第四章 圖像處理及特征點(diǎn)提取與匹配
4.1 圖像處理
4.1.1 圖像預(yù)處理
4.1.2 圖像的立體校正
4.2 圖像匹配與特征點(diǎn)描述
4.2.1 圖像匹配方法
4.2.2 特征點(diǎn)及特征點(diǎn)描述子
4.3 特征點(diǎn)提取與匹配
4.3.1 SURF特征提取算法
4.3.2 圖像特征點(diǎn)匹配
4.4 本章小結(jié)
第五章 測(cè)量系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及測(cè)量實(shí)驗(yàn)
5.1 測(cè)量系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
5.1.1 相機(jī)標(biāo)定程序設(shè)計(jì)
5.1.2 圖像處理程序設(shè)計(jì)
5.1.3 圖像匹配程序設(shè)計(jì)
5.2 測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理及其分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 進(jìn)一步的工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]視覺檢測(cè)技術(shù)在高速軟管灌裝機(jī)上的使用[J]. 章金宇,馬清龍,李海軍. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2019(01)
[2]機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用動(dòng)態(tài)研究[J]. 陳英. 無線互聯(lián)科技. 2018(19)
[3]探析機(jī)器視覺技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用[J]. 張清郁. 中國設(shè)備工程. 2018(12)
[4]基于兩步法的攝像機(jī)標(biāo)定算法[J]. 崔凌燕,陳婧. 測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(02)
[5]基于Matlab的相機(jī)內(nèi)參和畸變參數(shù)優(yōu)化方法[J]. 李超,張世超. 電子科技. 2017(04)
[6]基于雙目視覺的接觸網(wǎng)磨耗在線檢測(cè)研究[J]. 王延華,李騰. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2018(05)
[7]基于OpenCV的圖像特征點(diǎn)匹配方法的研究及實(shí)現(xiàn)[J]. 彭丹妹,劉榮,劉洋. 測(cè)繪與空間地理信息. 2016(09)
[8]接觸網(wǎng)幾何參數(shù)高速動(dòng)態(tài)視覺測(cè)量方法探討[J]. 張波. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2016(08)
[9]雙目立體視覺測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定[J]. 楊景豪,劉巍,劉陽,王福吉,賈振元. 光學(xué)精密工程. 2016(02)
[10]攝像機(jī)畸變模型的比較與選擇[J]. 李曉明,姚劍,張繼福. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
碩士論文
[1]接觸線幾何參數(shù)雙目視覺測(cè)量系統(tǒng)理論分析與研究[D]. 劉延杰.青島大學(xué) 2018
[2]機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 王艷.華中師范大學(xué) 2018
[3]基于機(jī)器視覺與機(jī)器學(xué)習(xí)的磨削齒面粗糙度測(cè)量研究[D]. 臧俊濤.湖南大學(xué) 2018
[4]基于視覺的高速動(dòng)車組接觸網(wǎng)關(guān)鍵部件的故障檢測(cè)[D]. 李秋生.黑龍江大學(xué) 2018
[5]基于線陣CCD的接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 陳鵬.湖南大學(xué) 2017
[6]基于雙線陣CCD相機(jī)的接觸線磨耗檢測(cè)研究[D]. 王延華.北京交通大學(xué) 2017
[7]基于激光掃描的手推式接觸網(wǎng)狀態(tài)檢測(cè)裝置研究[D]. 馬玉琪.北京交通大學(xué) 2016
[8]基于雙目立體視覺的工件測(cè)距的研究[D]. 黃曉城.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[9]艦載多目視覺空中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤技術(shù)研究[D]. 易曉倩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[10]基于激光雷達(dá)的接觸網(wǎng)檢測(cè)檢修系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 黃立平.湖南大學(xué) 2016
本文編號(hào):3188799
【文章來源】:青島大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景和研究意義
1.2 接觸線及其參數(shù)
1.3 接觸線檢測(cè)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 接觸線檢測(cè)國外研究現(xiàn)狀
1.3.2 接觸線檢測(cè)國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3.3 視覺檢測(cè)技術(shù)及其在接觸線檢測(cè)中的應(yīng)用
1.4 本文主要研究工作
第二章 接觸線雙目測(cè)量系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與誤差分析
2.1 接觸線參數(shù)雙目視覺測(cè)量原理
2.2 多功能接觸線檢測(cè)系統(tǒng)的組成
2.2.1 相機(jī)與鏡頭參數(shù)的確定
2.2.2 軌距測(cè)量方法及其傳感器選擇
2.2.3 內(nèi)外軌高度差檢測(cè)方法及其傳感器選擇
2.3 接觸線雙目視覺測(cè)量誤差分析
2.3.1 系統(tǒng)參數(shù)與相機(jī)參數(shù)誤差引起的測(cè)量誤差分析
2.3.2 相機(jī)位姿誤差引起的測(cè)量誤差分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 雙目測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定方法與實(shí)驗(yàn)
3.1 相機(jī)成像模型與鏡頭畸變模型
3.1.1 相機(jī)成像模型
3.1.2 鏡頭畸變模型
3.2 單目相機(jī)標(biāo)定方法
3.2.1 坐標(biāo)系之間的關(guān)系
3.2.2 單應(yīng)性矩陣求解
3.2.3 相機(jī)內(nèi)、外參數(shù)矩陣求解
3.2.4 畸變的求解及結(jié)果優(yōu)化
3.3 雙目相機(jī)標(biāo)定方法
3.4 雙目測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
3.4.1測(cè)量系統(tǒng)的組成與標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
3.4.2 標(biāo)定結(jié)果分析
3.5 相機(jī)坐標(biāo)系姿態(tài)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
3.5.1 相機(jī)滾動(dòng)角、俯仰角、偏航角的求解原理
3.5.2 MATLAB編程求解相機(jī)滾動(dòng)角、俯仰角、偏航角
3.6 本章小結(jié)
第四章 圖像處理及特征點(diǎn)提取與匹配
4.1 圖像處理
4.1.1 圖像預(yù)處理
4.1.2 圖像的立體校正
4.2 圖像匹配與特征點(diǎn)描述
4.2.1 圖像匹配方法
4.2.2 特征點(diǎn)及特征點(diǎn)描述子
4.3 特征點(diǎn)提取與匹配
4.3.1 SURF特征提取算法
4.3.2 圖像特征點(diǎn)匹配
4.4 本章小結(jié)
第五章 測(cè)量系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及測(cè)量實(shí)驗(yàn)
5.1 測(cè)量系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
5.1.1 相機(jī)標(biāo)定程序設(shè)計(jì)
5.1.2 圖像處理程序設(shè)計(jì)
5.1.3 圖像匹配程序設(shè)計(jì)
5.2 測(cè)量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理及其分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 進(jìn)一步的工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]視覺檢測(cè)技術(shù)在高速軟管灌裝機(jī)上的使用[J]. 章金宇,馬清龍,李海軍. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2019(01)
[2]機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用動(dòng)態(tài)研究[J]. 陳英. 無線互聯(lián)科技. 2018(19)
[3]探析機(jī)器視覺技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用[J]. 張清郁. 中國設(shè)備工程. 2018(12)
[4]基于兩步法的攝像機(jī)標(biāo)定算法[J]. 崔凌燕,陳婧. 測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(02)
[5]基于Matlab的相機(jī)內(nèi)參和畸變參數(shù)優(yōu)化方法[J]. 李超,張世超. 電子科技. 2017(04)
[6]基于雙目視覺的接觸網(wǎng)磨耗在線檢測(cè)研究[J]. 王延華,李騰. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2018(05)
[7]基于OpenCV的圖像特征點(diǎn)匹配方法的研究及實(shí)現(xiàn)[J]. 彭丹妹,劉榮,劉洋. 測(cè)繪與空間地理信息. 2016(09)
[8]接觸網(wǎng)幾何參數(shù)高速動(dòng)態(tài)視覺測(cè)量方法探討[J]. 張波. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2016(08)
[9]雙目立體視覺測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定[J]. 楊景豪,劉巍,劉陽,王福吉,賈振元. 光學(xué)精密工程. 2016(02)
[10]攝像機(jī)畸變模型的比較與選擇[J]. 李曉明,姚劍,張繼福. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
碩士論文
[1]接觸線幾何參數(shù)雙目視覺測(cè)量系統(tǒng)理論分析與研究[D]. 劉延杰.青島大學(xué) 2018
[2]機(jī)器視覺測(cè)量技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 王艷.華中師范大學(xué) 2018
[3]基于機(jī)器視覺與機(jī)器學(xué)習(xí)的磨削齒面粗糙度測(cè)量研究[D]. 臧俊濤.湖南大學(xué) 2018
[4]基于視覺的高速動(dòng)車組接觸網(wǎng)關(guān)鍵部件的故障檢測(cè)[D]. 李秋生.黑龍江大學(xué) 2018
[5]基于線陣CCD的接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 陳鵬.湖南大學(xué) 2017
[6]基于雙線陣CCD相機(jī)的接觸線磨耗檢測(cè)研究[D]. 王延華.北京交通大學(xué) 2017
[7]基于激光掃描的手推式接觸網(wǎng)狀態(tài)檢測(cè)裝置研究[D]. 馬玉琪.北京交通大學(xué) 2016
[8]基于雙目立體視覺的工件測(cè)距的研究[D]. 黃曉城.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[9]艦載多目視覺空中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤技術(shù)研究[D]. 易曉倩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[10]基于激光雷達(dá)的接觸網(wǎng)檢測(cè)檢修系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 黃立平.湖南大學(xué) 2016
本文編號(hào):3188799
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