主要参与者:柴晓冬、郑树彬、李立明
成果简介:
该项目属于轨道检测与机器视觉交叉领域,利用机器视觉原理及相关理论实现对轨道一系列不平顺参数的检测,如轨道轨距不平顺参数、轨道高低不平顺、轨道磨耗等。利用机器视觉实现了对轨道参数的非接触检测,提高了检测效率、降低了劳动强度、实现了轨道参数的自动化检测。
该项目在国内首次实现了一种基于机器视觉的若干轨道几何参数的动态非接触测量系统;将结构光照明应用于测量系统中,对比了十字结构光源、扇形结构光源的双目测量方法与精度,研究了基于光平面的单目测量方法,得出了不同方法的匹配点定位误差与测量精度的关系;在轨距几何参数测量中,研究出基于定标方程与线性方程组结合的匹配点定位方法,打破了传统的基于相似度的搜索匹配方法,使得匹配点的定位具有解析解,精度达亚像素级;研究出4相机的定标方程,实现了多相机的坐标系转换方法;首次将倾角传感器用于轨道高低差的测量;该系统在对标准轨距1435mm的运行测量中,轨距测量精度达到±0.5mm,达到或超过国内外同类设备精度。
城市轨道交通具有站距短,列车处在频繁的加速和减速的运动的特点。而克服列车速度变化对轨道不平顺测量结果的影响是高效轨检系统首要考虑的问题。采用传统的检测方法要求每次轨道检测时,必须避开正常的运营工况,这既耗时又增加维护成本。采用高速摄像对轨道不平顺进行测量评估,可以利用更少的设备获取更多的轨道不平顺参数,从而简化轨道不平顺检测设备,并且适用于常处在启动、加速、减速和暂停工作状态的城市轨道交通的不平顺参数的测量。
该项目适用于城市轨道交通线路的不平顺检测,也可进一步完善适合干线铁路的不平顺检测。