鐵路軌道近景影像邊緣提取與線形計算方法研究.pdf

1、鐵路軌道是列車運行的重要基礎設施，然而在高速列車長期運行過程中，軌道直接承受來自車輪的荷載，并相應地傳遞給路基或橋隧。為保證列車能按照設計時速安全平穩(wěn)運行，必須加強對鐵路軌道的幾何狀態(tài)檢測和維護。
　　常用的軌道靜態(tài)幾何狀態(tài)檢測方法是基于軌檢小車聯(lián)合智能型全站儀對軌道進行逐點測量，該方法精度較高但勞動強度大，本文嘗試將近景攝影測量技術引入軌道幾何檢測，并聯(lián)合計算機視覺與數(shù)字圖像處理方法進行軌道靜態(tài)幾何參數(shù)的測量。
　　鑒于軌

2、道近景影像中鋼軌及其附近區(qū)域灰度差異不明顯的特征，本文使用對數(shù)變換的方法進行圖像增強，并使用Canny算子提取軌道邊緣，聯(lián)合概率Hough變換與最小二乘法對軌道邊緣線進行擬合。實驗表明，平均擬合精度可達到0.98像素，且能夠較好地與軌道的實際邊緣相吻合。
　　針對軌道近景影像灰度相似性高等特點，本文采用ORB算法提取相鄰影像軌道面特征點，并使用KNN算法進行同名點匹配，基于匹配得到的同名點建立相應的多項式映射模型。實驗表明，該模型

3、的檢核點x坐標平均精度1.12像素，y坐標平均精度0.80像素，表明該模型能夠較好地表達相鄰影像軌道面間的映射關系。
　　本文利用軌道面的數(shù)學映射關系與軌道邊緣線建立了軌道邊緣線映射模型，利用邊緣線的映射模型可以匹配得到軌道邊緣線同名點，聯(lián)合光束法區(qū)域網(wǎng)平差的計算結果進行前方交會，精密解算出邊緣點的三維坐標。經(jīng)過實驗表明，匹配得到的邊緣線同名點較為準確，可以用來計算空間坐標。
　　本文利用鐵路軌道內邊緣點的三維坐標計算線路中