基于結構光技術的高速鐵路道岔三維檢測及應用研究.pdf

1、隨著高速鐵路的不斷發(fā)展，鐵路各個組成部分的檢測要求不斷提高，包括檢測精度、檢測速度以及檢測方式等都需要適應檢測對象和檢測環(huán)境。為了適應新的檢測要求，許多先進的檢測技術和設備被應用于鐵路的檢測，其中機器視覺由于其組成結構簡單、系統(tǒng)工作要求低且可以實現(xiàn)多種檢測任務，成為近年來鋼軌檢測研究的熱門領域之一。高速道岔作為高速鐵路的重要組成部分，相對于鋼軌而言，表面構造復雜且精度要求更高，結合機器視覺的應用經驗，對其在高速道岔檢測方面的應用進行研究

2、和探索有著重要的現(xiàn)實意義。
　　本文對基于機器視覺的雙目結構光在高速道岔三維檢測中的關鍵技術和應用情況作了較為深入的研究，初步設計并實現(xiàn)了基于雙目結構光的高速道岔檢測系統(tǒng)。雙目結構光是三維測量中常用的技術，它綜合了雙目立體視覺和光柵式結構光測量的技術優(yōu)勢，既可以實現(xiàn)高精度的匹配，又避免了復雜的標定過程。本文針對高速道岔檢測特點，設計了基于結構光的道岔三維檢測系統(tǒng)的硬件構成和軟件模塊。
　　本文對雙目結構光系統(tǒng)的標定方法進行研

3、究，實現(xiàn)了基于平面靶標的快速標定，并通過實驗驗證了標定的可行性。針對在雙目結構光檢測過程中檢測系統(tǒng)視角對三維測量數(shù)據(jù)的影響，綜合考慮投影儀和系統(tǒng)測量模型兩方面因素，提出了視角優(yōu)化方法，保證采集的點云數(shù)據(jù)擁有較高的質量。基于視角優(yōu)化理論，對檢測系統(tǒng)的檢測路徑進行規(guī)劃，根據(jù)規(guī)劃要求設計了測量小車，實現(xiàn)道岔表面三維點云數(shù)據(jù)的高效采集。對采集的點云數(shù)據(jù)進行相應處理，針對系統(tǒng)的測量特點，改進多視拼接的方式，利用Geomagic Qualify完成