基于線結構光的鋼軌軌形測量系統(tǒng)的設計與實現.pdf

1、隨著經濟的飛速發(fā)展，我國鐵路建設也有很大的發(fā)展。鐵路運輸能力和速度的不斷提高嚴重威脅行車的平穩(wěn)和安全。鋼軌與列車車輪直接接觸，其質量好壞直接影響到行車的安全性和平穩(wěn)性。由于受到列車壓迫以及自然環(huán)境的影響，鋼軌會產生磨損、變形、裂痕等損傷。不當的車輪與鋼軌接觸面則可能對行車帶來很多負面影響，因此對鋼軌的打磨和維護工作是非常必要的。將鋼軌輪廓恢復到磨損前的樣子，就能夠使鋼軌符合行車標準并減緩表面缺陷的繼續(xù)擴展，使行車安全、平穩(wěn)和乘車舒適性有

2、了改善，并延長了鋼軌的使用壽命。因此，研制一臺快速、方便、簡單的鋼軌測量設備具有重要意義。本文的主要研究工作如下:
　　 (1)對非接觸式測量中的結構光測量進行了研究，根據攝像機的成像原理，改進了傳統(tǒng)線結構光測量方法中使用的三角測量原理，提出了一種新的線結構光測量方案，并將該設計做成實物應用到實際當中。
　　 (2)對攝像機標定進行了研究。針對傳統(tǒng)的標定方法建模復雜、使用中有一定的局限性等問題，利用LM-BP神經網絡實現

3、了攝像機從圖像坐標系到空間坐標系的映射關系，解決了攝像機的標定問題。同時實現了在圖像中對棋盤格標定板和點陣標定板特征點的提取。
　　 (3)研究了線結構光圖像的處理方法。在線結構光圖像處理中，綜合利用了形態(tài)學細化方法和重心法來計算激光線在圖像坐標系中的坐標，既得到了精確的坐標值，又減少了計算量。
　　 (4)對整個測量系統(tǒng)進行實驗和測試，實現了設計要求的測量精度，驗證了本設備可以應用于實際中。
　　 本系統(tǒng)測量方