基于車載近景攝影測量的高速鐵路軌道幾何狀態(tài)檢測.pdf

1、鐵路軌道是支撐列車運行的重要基礎(chǔ)設(shè)施，引導(dǎo)機車平穩(wěn)安全運行。在長期的運營過程中，軌道可能受到車輪擠壓、路基沉降等因素影響，導(dǎo)致出現(xiàn)幾何形變。為保障列車高速安全運行，必須加強對鐵路軌道的檢測和維護，保持軌道結(jié)構(gòu)具備良好的幾何狀態(tài)。
　　本論文研究了車載近景攝影測量檢測高速鐵路軌道靜態(tài)幾何狀態(tài)的理論和方法，研發(fā)了軌道近景影像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，獲取連續(xù)軌道影像，利用圖像匹配算法提取軌道影像的同名點，基于自檢校光束法區(qū)域網(wǎng)平差解算影像外方位元

2、素，通過提取軌道內(nèi)邊緣計算其三維坐標(biāo)，從而計算軌道靜態(tài)幾何狀態(tài)參數(shù)。
　　針對軌道近景影像灰度相似性高、數(shù)據(jù)量龐大的特點，采用ORB算法與最近鄰算法提取影像同名點，并進行誤匹配剔除與抽稀處理。實驗表明，基于ORB算法提取軌道影像同名點具有較高的準確性和空間分布均勻性，且基本達到實時處理的要求。
　　顧及軌道近景影像受數(shù)碼相機內(nèi)方位元素和物鏡畸變的系統(tǒng)性影響，采用了自檢校光束法區(qū)域網(wǎng)平差解算影像的內(nèi)、外方位元素和畸變參數(shù)。實驗

3、表明，軌道影像自檢校光束法平差的檢核點沿軌向的均方根誤差為0.7mm，垂軌向均方根誤差為1.6ram，高程的均方根誤差為1.3mm，滿足軌道檢測的高精度要求。
　　由于軌道影像中鋼軌的色調(diào)單一、灰度差異不顯著，采用自適應(yīng)閾值的Canny算子與多項式圖像匹配模型提取鋼軌內(nèi)邊緣的同名點，計算其在軌道控制網(wǎng)中的三維坐標(biāo)。實驗結(jié)果表明，基于多項式匹配模型的檢核點垂軌向坐標(biāo)的均方根誤差為1.6個像素，沿軌向坐標(biāo)的均方根誤差為1.3個像素，匹