“背对式”双目视觉系统定标方法研究

在基于机器视觉的轨距检测系统中,应用"背对式"双目视觉系统实现非接触轨距测量。针对多像机间无公共视场,提出了"背对式"双目视觉系统定标方法。在标定靶建立棋盘格转换矩阵,结合摄像机坐标系转换矩阵,得到"背对式"双目系统中摄像机之间的相对位置关系。用标定结果进行轨距测量,测量示值误差小于0.2mm,证明了标定方法的正确性。     

基于机器视觉的轨距检测方法研究

提出了一种基于机器视觉的轨距检测方法,该方法采用4个CCD摄像机和2个红色扇形光源构成检测系统。对检测系统进行了定标分析,采用提取分量的方式对图像的目标区域和背景区域进行分割,利用图像差影法去除噪声,应用自适应迭代阈值法对图像进行二值化处理,并通过膨胀和细化算法得到轨道的截面轮廓线。试验结果表明,该方法能有效地实现轨距参数的高精度动态测量,精度可达到0.07mm。     

基于光平面的轨距测量方法

轨距不平顺是危及列车安全的主要原因之一。提出了一种基于光平面的轨距测量方法。该方法采用2个CCD摄像机和2个激光器构成测量系统。对测量系统进行了定标,得到光平面系数和摄像机的几何关系,推导出利用光平面方程重构轨距测量点的世界坐标的计算方法。试验结果表明,该方法能快速地得到轨距参数,具有计算量小、精度高、重复性好的特点,满足了轨距参数的动态检测要求。     

地铁高效综合检测车方案设计

该地铁高效综合检测车运用线结构光视觉技术、高速图像处理技术、惯性测量基本原理,实现了轨道几何参数检测(轨距、轨道水平、轨向等)、全断面钢轨轮廓、限界检测功能.本文主要从车体、走行系统、制动系统、电器及控制系统、检测系统等方面对整车的主要技术特点进行阐述,旨在为有关单位和人员引入、使用、养护此类或类似设备提供参考和启示.     

GJ-4型轨检车轨距-轨向检测系统改造

原GJ—4型轨检车的轨距-轨向测量装置安装于轴箱上的轨距吊梁上。随着我国铁路行车速度不断提高,轨距吊梁相对于安装基准的位移加大,梁本身震动增大,造成轨距、轨向测量准确性显著下降,甚至有时无法检测,严重影响线路检查工作。为此对轨检车轨距-轨向系统进行改造。以激光摄像式轨距-轨向系统替换现有的光电伺服式轨距-轨向系统。采用加大延时的方法解决轨距轨向信号与其他检测信号的同步问题。数据处理系统的升级改造采用面向字节的同步协议优化传输数据,实现网络中资源共享、实时显示和几何波形打印,以及实时超限编辑和汇总资料打印。该项技术已在全路GJ—4型轨检车上推广使用。     

利用线阵列相机对钢轨长波不平顺检测的工程实践

提出一种基于机器视觉技术的轨道高低不平顺的检测方法,采用CCD相机和绿色方形光源构成检测系统进行定标分析:采用阀值分割、边缘提取进行分割,利用图像灰度差异去除噪声,应用加权平均处理,通过连续测量获取轨道高低不平顺曲线.该方法能有效地实现轨道不平顺高差的高精度动态测量.     

构架式轨距——轨向检测系统信号合成算法及系统验证

通过对图像传感器输出的轨距左右偏移信号和左右高低偏移信号、加速度计输出信号和车体惯性平台输出的轨道倾角信号进行合成处理,得到准确的轨距和轨向测量结果。从理论上推导轨向的合成算法,对安装于轨距测量梁中心的轨向加速度计的响应进行重力和旋转运动修正后,与三角窗函数卷积运算,得到轨距测量梁中心横向位移的二阶差分,然后再通过二次积分和滤波得到左右轨向值。通过设计模拟低通滤波和相应的数字滤波器,实现了加速度滤波器的幅频响应与检测车速度无关,保证了系统的检测精度。对轨向加速度计测得的位移和摄像式轨距系统测得的位移进行比较,验证了系统测量原理和合成算法的正确性。经静态验证和现场试验,结果证明构架式轨距—轨向检测系统具有检测精度高、性能稳定和故障率低的优点。     

城市轨道交通综合检测系统

城轨综合检测车检测系统采用惯性测量原理、机器视觉及激光扫描等非接触测量技术,集轨道几何及动态响应、接触轨检测、隧道限界检测和轮轨监视等功能于一体,并应用无线射频技术(RFID)进行精确里程定位,可快速高效地对城轨交通轨道几何、接触轨状态、隧道及线路周边建筑进行检测。可检测项目包含轨道几何的轨距、轨向、高低、水平、曲率、磨耗等,以及接触轨导高、拉出值和隧道限界。城轨综合检测车经静态调试和动态验证,各系统检测指标满足检测要求。     

隧道净空全断面测量中多视觉传感器全局标定方法

隧道净空全断面视觉检测系统空间测量尺度大、视觉传感器分布广、不同视觉传感器无公共视角。采用合适方法对其进行高精度全局标定,是实现隧道净空全断面高精度测量的关键。本文将二维平面靶标与一维靶标相结合,对视觉测量系统进行全局标定:采用二维平面靶标对单个摄像机内部参数进行离线标定;借助一维靶标上距离已知的共线特征点作为约束条件,求解相邻摄像机外部参数,通过相邻摄像机外部参数两两换算,逐个求取单个摄像机坐标系与全局坐标系外部参数,同理求得激光平面方程系数。综合所有摄像机内外部参数、激光平面方程系数,建立隧道净空全断面视觉测量模型。对研制的隧道净空全断面动态测量系统进行标定和动态测量试验,结果表明该标定方法切实可行。     

基于惯性组合导航技术的自走行轨检装置

针对现有轨道线路几何参数测量中存在的检测效率低，检测设备安全性和环境适应能力差、自动化程度低等问题，设计了基于惯性组合导航技术的自走行轨检装置。轨检装置中的惯性组合导航测量系统加电后进入初始对准模式，通过测量、解算得到导航初始航向角、俯仰角、横滚角以及速度、位置信息。初始对准完成后测量系统进入正常导航状态。通过测量系统内置的高性能组合导航处理器，对陀螺及加速度计测量数据进行处理，融合全球导航卫星系统定位信息，实现组合导航。采用Kalman滤波算法实时解算出轨向、高低、正矢、轨距、超高等轨道几何参数。经在试验段多次测量，各项参数重复性检测差值均满足要求。