接觸軌檢測中攝像機標定的分析與研究.pdf

1、隨著我國地鐵建設事業(yè)的高速發(fā)展，如何提高接觸軌供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性是保障電力機車的可靠運行的關鍵問題之一。由于計算機視覺測量具有非接觸性、速度快、精度高等優(yōu)點，逐漸成為接觸軌檢測的重要手段。攝像機標定是計算機視覺利用二維圖像獲取世界三維空間信息的前提和基礎。本文主要研究了攝像機標定的理論和方法，并將其應用于接觸軌檢測試驗中，為接觸軌檢測參數提供高精度的數據并奠定良好的基礎。
　　本文從攝像機標定的基本原理入手，對幾種常用的標定

2、方法進行了簡單介紹，根據接觸軌檢測環(huán)境，應用了激光三角測距標定法和雙目成像標定法。一種激光三角測距標定法是采用激光三角測距原理，利用攝像機標定裝置，測量十幾組圖像像素坐標和對應的接觸軌幾何位置，通過攝像機線性成像模型，根據Matlab求出圖像像素坐標系和接觸軌幾何位置的轉換關系，最后，選取10組不同的圖像像素坐標，通過已求出的圖像像素坐標系和接觸軌幾何位置的轉換關系，得到接觸軌的幾何空間位置。將求得的接觸軌幾何位置與實際位置進行誤差分析

3、，驗證了該標定方法的有效性和準確性；另一種激光測距標定法是利用標定裝置分別測量10組圖像像素坐標系中u，v與它對應的接觸軌幾何空間位置p，h，采用最小二乘支持向量機進行擬合處理，最后將同一像素位置的擬合值和實際測量值進行誤差分析，驗證了該標定方法的有效性和準確性。
　　雙目成像標定法可分為線陣相機標定法和面陣相機標定法。線陣相機標定法通過對線陣圖像進行處理，提取特征點，采用雙目成像原理，獲得圖像像素坐標系和接觸軌幾何空間位置的轉換

4、關系，試驗證明，當檢測車以不同速度經過同一段接觸軌時，采集的線陣圖像，有很大的差別，所以該標定不適用于接觸軌檢測中；面陣相機標定法采用攝像機線性成像模型，建立圖像像素坐標系和接觸軌幾何空間位置的關系式，通過對該關系式的分析與研究，得知該標定方法的計算過程過于復雜，實時性不高，不適用于接觸軌檢測中。
　　本文將基于線性成像模型的激光三角測距標定方法和基于數據擬合的激光三角測距標定方法應用于接觸軌在線檢測系統(tǒng)進行試驗，并進行了相應的試