铁道车辆轮对圆度误差测量方法研究

给出了一种在车测量铁道车辆轮对圆度误差的测量系统和测量方法,同时介绍了系统的标定公式、标定公式检验方法和检验结果。检验结果表明,该测量系统可以高精度地连续测量轮对圆度误差。     

双目测距技术在调车作业中的 研究与应用

为实现调车作业视频监控与测距的目的,设计一种用于调车顶送作业的双目测距系统,其通过安装于机车车厢的双目摄像机,采集机车已挂车厢与待挂车厢之间实时视频并测量其距离。在OpenCV计算机视觉库与Windows平台下,使用张正友标定法对双目摄像机进行标定,并获得畸变校正后的图像与摄像机参数。通过SGBM特征匹配算法实现车厢目标特征提取与立体匹配。最后利用三维重建方法获得深度信息。系统分别在实验室环境与现场环境下进行实验,现场实验结果表明,测距结果比实际距离稍偏大,最大误差小于1 m,满足实际现场环境要求,可有效地辅助人工瞭望进行调车作业。     

磁浮列车速度计算中三轴加速度计标定方法应用研究

针对在基于MEMS加速度计的磁浮列车速度计算方案中加速度计的误差导致车辆速度计算不准确问题,提出了一种新型的误差标定方法。首先,从安装误差和固有误差2个方面建立了加速度计的误差模型;其次,针对安装误差模型提出了基于自适应阻尼最小二乘的安装误差在线求解方法;最后,在某国产中低速磁浮列车上进行了现场试验。试验结果表明,文章提出的方法可以有效地对加速度计的误差进行标定,可以满足磁浮列车速度计算需求。     

基于机器视觉技术的列车脱轨试验研究

提出一种基于机器视觉技术的列车脱轨运动检测方法。该方法采用高速摄像机记录脱轨防护器以及脱轨轮对运动情况,利用摄像机标定技术建立图像平面与三维空间的对应关系,完成对列车运动轨迹以及纵向运动参数的测量。该测量方法解决了破坏性试验中测试系统安装的难点,突破传统测试方法,所需设备较少,试验现场适应性强。     

“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。     

城轨车辆运行速度测量方法

车辆运行速度是保障城轨运行安全的重要参数,需满足城轨车辆技术合同要求。目前较为流行的速度测量方法有轮轴脉冲测速、雷达测速和GPS测速,这3种测速方法或结构复杂、价格不菲,或受外界影响较大,测速精度不高。介绍一种通过使用车辆电压型测速传感器实现测量车辆实际运行速度的方法,并对相应信号进行处理。经实际验证,此测量方法简单,测量精度高。     

线结构光视觉系统标定方法研究

在采用传统的线结构光平面标定方法时，一般采取有限个点，个别误差点的存在会导致标定过程失败。为了解决这一问题，提出线结构光视觉系统标定方法。这种方法利用多视觉下靶标图像获取摄像机内部参数和畸变系数，采用直线拟合方法扩展点的数量，并用随机采样一致性算法筛选出有效点，这些点用于计算光平面参数。开展线结构光视觉系统标定方法验证试验。试验结果表明，标定精度可达到0.317 1 mm；与传统标定方法相比，线结构光视觉系统标定方法能够增加特征点的数量，提高光平面的计算准确度，具有较好的鲁棒性和较高的标定精度。     

视频监控新技术在铁路领域的应用探讨

分析新型摄像机在铁路中的应用,指出了超高清摄像机、智能摄像机、专用摄像机的特点及发展方向,探讨视频监控新技术在铁路领域中的应用,并提出可行的解决和改进方案,为视频监控发展提供借鉴意义。     

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。     

调车机车障碍物自动检测识别技术研究

针对调车机车不能实施有效安全监控的现状,开发了基于视觉的车辆障碍物检测识别技术。透视变形使得视觉系统对目标的检测识别受距离影响。因此提出距离相关的变N值区域采样目标检测方法和距离无关的自相关目标识别方法。特点是不用对摄像机进行标定,使用方便,算法简单,运算速度快,识别距离远。用不同的N值对不同距离处铁道宽度进行水平等分并且在车辆目标位置形成区域采样网格。由于模型图像采样网格密度也由N值决定, 利用网格上的点集自相关方法将实际序列图像中不同大小目标区域与同一模型进行匹配。现场实验表明:用一般摄像机,在120 m之内是可行的。每幅图像的计算时间为0.5 s,达到了实时、实用、安全的目的。     

利用传感器测速的驼峰半自动调速系统的研究

本文介绍了利用传感器（电子踏板）测取溜放车辆速度的驼峰半自动调速系统，阐述了测速原理，数据处理方法和控制方式，进行了误差分析，并给出了实际试验结果。     

接触线覆冰在线监测方法研究

针对接触线覆冰可能造成电力机车行车时的重大事故,研究通过在支柱上安装摄像机拍摄接触线覆冰,对其形状进行计算分析,以预报冰灾.首先采用摄像机标定技术在云台旋转后实现自动标定,通过对覆冰图像进行边缘提取,将边缘的图像坐标转换为世界坐标,拟合出接触线覆冰厚度分布曲线,应用人工智能分析覆冰厚度与冰凌长度.实验表明,计算机显示结果的误差在10％以内,能够满足监控接触网覆冰的现场需要.     

光测轨检系统的高精度摄像机标定

将靶标设定为一个辅助平面,建立辅助平面坐标系进行2步标定:第1步求取靶标面与像平面的对应透视关系;第2步求取空间坐标系与辅助平面坐标系的透视关系。研究结果表明:相对于传统标定法,该方法同时考虑径向畸变和切向畸变,提高了目标点定位精度;建立隐式数学模型而非直接标定摄像机内外参数,简化了标定。且将畸变量包含与隐式方程中不用实际求出畸变量,所以不要求靶标与摄像机成特殊位置;两步均用最小二乘法快速求解线性方程,简便快速;采用对特征圆标号的高精度标定模板,特征圆心可以精准提取,标定图像有较高的鲁棒性。     

基于计算机视觉的接触轨检测车振动补偿方法及应用

以轨道为参考建立世界坐标系,以车体为参考建立摄像机坐标系。考虑摄像机镜头畸变,建立摄像机非线性模型,采用基于最小二乘法的共面标定方法标定摄像机,求解摄像机参数矩阵。根据车体振动特性,推导基于计算机视觉技术的车体振动偏移补偿计算方法,并将该补偿方法成功运用于接触轨检测车。通过广州地铁四号线区间运行数据,验证了该补偿方法能够有效提高系统检测精度。     

钢轨廓形测量系统平面靶标标定方法研究

采用基于激光线结构光的平面靶标几何标定方法设计钢轨廓形测量试验。摄像机分别拍摄多个不同位置的平面标定靶,并在激光器打开和关闭状态下获取2幅靶标图像,基于2幅图像中激光线与靶标虚拟线之间的交点,确定激光平面的位置,获得激光器与摄像机之间的矩阵关系。将平面靶标标定结果与钉柱法标定结果进行试验比对,结果表明,平面靶标标定方法测量精度高,标定体制作简单,具有良好的实用性,为钢轨廓形测量研究提供了试验基础。     

比例溢流阀式半主动悬挂系统仿真研究

利用建立的比例溢流阀式半主动减振器的数学模型、天棚阻尼半主动控制器模型和车辆系统动力学模型,分析常通节流孔直径和比例溢流阀调压误差对半主动减振器性能的影响.结果表明:采用比例溢流阀式半主动悬挂系统能够有效地减小车体振动,而且车辆运行速度越高改善效果越明显;根据建立的车辆系统动力学模型,对应车辆各速度等级,当天棚阻尼系数取100kN·s·m-1时,车辆运行平稳性指标取得综合最优;常通节流孔直径越大,半主动减振器响应越慢,其等效阻尼越小,半主动减振器阻尼力对控制器期望阻尼力的跟踪能力就越差,在振动频率为1Hz附近车辆的振动能量越大,并且调压误差系数仅对车体的横向高频振动有微小的影响.     

车辆轴温探测系统红外探头垂直之形板平移标定法的研究

介绍了利用之形板平移标定法检测轴温探测系统红外探头测温准确度和安装角度的原理和算法,对这种标定方法的误差进行了分析,并与当前普遍使用的静态和动态红外探头标定方法进行了对比。     

地铁通信数字高清视频监视系统建设模式探讨

随着视频监视技术的发展,地铁内数字高清视频监视产品的运用已开始普及。但与传统模拟视频监视系统相比,前端IP摄像机无法象模拟摄像机一样采用视频分配器的方式分别将图像信息传送至运营部门和公安部门,供其针对性的使用图像资源。此外,地铁内空间有限,也没有条件让运营与公安各设前端摄像机,所以前端摄像机仍须共享。运营、公安在视频监视系统的应用以及需求上也存在差异,本文在分析差异的基础上,通过对后端监视平台是否共享、网络是否共享进行比较,得出共享平台、互设网络的结论,并在最后探讨了实际工程中的注意事项,为地铁通信数字高清视频监视系统的建设提供切实可行的解决方案。     

广州地铁新线车厢视频监控方案分析

随着地铁客流量的逐渐增大,运营监管及反恐对车厢内的视频监控要求越来越高,广州地铁原有的视频监控已无法满足现有的需求,针对日益增长的需求并对目前监控现状的分析,提出了两种改进方案:(1)采用增加目前市面上新兴的360度全景超级动态网络摄像机的方式; (2)采用增加普通半球摄像机的方式.并对这两种方案从既有条件改造及资金投入等方面进行了讨论分析,最终确定采用增加摄像机数量的解决方案.     

基于视频检测的轨道交通短时客流预测研究

为提高客流预测的精度,构建轨道交通站点客流多变量时间序列预测模型。基于视频检测的轨道交通短时客流预测研究采用方向梯度直方图特征描述器与支持向量机分类器识别行人目标,利用Camshift算法对目标跟踪,从而获取客流量和客流速度参数,并根据协整关系构建客流多变量预测的向量误差修正模型,最后利用南京鼓楼车站4A通道的视频数据进行模型验证和对比分析。实例验证结果表明:构建的向量误差修正模型具有较好的预测性能,客流量和速度预测的MAPE值都小于8%,优于相同样本下ARIMA(0,1,1)的预测性能。