1、究院基本原理轨距检测系统基本原理该装置采用图像测量技术，由摄像传感器获取钢轨断面轮廓图像，对该图像进行实时处理，从而得到钢轨上被测点空间位置信号。该方案又分为机器视觉方案和激光测距方案两种。激光测距方案成本高，技术难度大。我们采用机器视觉方案并配备套带状结构光源照明系统，所以又称为光取断面法。其结构原理如图所示图在理想情况下，用光源照亮被测物体断面轮廓线，用摄像机采集断面垂直方向图像，即可提取断面轮廓图像。但这种理想情况是无法实现首先，被测物体表面被照亮部分不是厚度为零亮线，而是有定厚度亮带。其次，由于现场安装条件所限，不可能在断面垂直方向安装摄像机，只能从斜侧方向采集图像。因而我们必须解决两大问题是必须找到亮带中心线，二是对图像进行几何矫正。钢轨断面检测系统光机配置如图所示，系统工作原理框图如图所示。各方框功能介绍如下。

2、光测距方案成本高，技术难度大。我们采用机器视觉方案并配备套带状结构光源照明系统，所以又称为光取断面法。其结构原理如图所示图在理想情况下，用光源照亮被测物体断面轮廓线，用摄像机采集断面垂直方向图像，即可提取断面轮廓图像。但这种理想情况是无法实现首先，被测物体表面被照亮部分不是厚度为零亮线，而是有定厚度亮带。其次，由于现场安装条件所限，不可能在断面垂直方向安装摄像机，只能从斜侧方向采集图像。因而我们必须解决两大问题是必须找到亮带中心线，二是对图像进行几何矫正。钢轨断面检测系统光机配置如图所示，系统工作原理框图如图所示。各方框功能介绍如下图像采集调用图像卡库函数，将视频图像采集到计算机内存。轨向加速度计激光光源摄像头型和型轨距轨向检测装置研制中国铁道科学研究院图图亮带搜索亮带图像只占视频图像部分。为提高处理速度，应根据亮带些特。

3、机应安装在个坚固构件上，使其相对几何位置保持不变。光源照射平面应与钢轨纵轴保持垂直。作到上述两点，既能保证标定参数不变。坐标变换摄像传感器物像共轭关系如图所示，为物平面地平面，为像平面工作在系统下编写波形图显示打印软件，实现功能包括用计算机实时存储显示打印波形图，可进行波形图准确测量，实现当前检测数据与历史数据进行波形对比，综合比较分析轨道变化原因等功能，取代原有热敏波形绘图仪。在系统下编写超限编辑软件，实现原有型轨检车所有功能，如超限编辑和报表输出。同时将轨道检测相关数据存储在轨道管理数据库中进行管理和利用，并保证各种型号轨检车数据库格式统。改造后轨检车超限数据库采用通用数据库方式，便于检测数据再利用并与新型轨检车致，可下载到检测中心正在建设检测数据中心数据库，打印表格规范统。型和型轨距轨向检测检测装置研制中国铁道科学。

4、化亮带细化目是找出亮带中心线。有两种方法是二值图像细线化算法，包括细线化消除短枝和间隙等。二是灰度图像细化算法。灰度图像细化形对比，综合比较分析轨道变化原因等功能，取代原有热敏波形绘图仪。在系统下编写超限编辑软件，实现原有型轨检车所有功能，如超限编辑和报表输出。同时将轨道检测相关数据存储在轨道管理数据库中进行管理和利用，并保证各种型号轨检车数据库格式统。改造后轨检车超限数据库采用通用数据库方式，便于检测数据再利用并与新型轨检车致，可下载到检测中心正在建设检测数据中心数据库，打印表格规范统。型和型轨距轨向检测检测装置研制中国铁道科学研究院基本原理轨距检测系统基本原理该装置采用图像测量技术，由摄像传感器获取钢轨断面轮廓图像，对该图像进行实时处理，从而得到钢轨上被测点空间位置信号。该方案又分为机器视觉方案和激光测距方案两种。激。

5、像采集到计算机内存。轨向加速度计激光光源摄像头型和型轨距轨向检测装置研制中国铁道科学研究院图图亮带搜索亮带图像只占视频图像部分。为提高处理速度，应根据亮带些特征，提取出亮带图像上下左右边界，用窗口套住亮带图像，只处理窗口内图像，不处理窗口外图像。图像处理包括低通滤波，中值滤波，灰度校正，直方图均衡，二值化，分区标号等。型和型轨距轨向检测检测装置研制中国铁道科学研究院亮带细化目是找出亮带中心线。有两种方法是二值图像细线化算法，包括细线化，消除短枝和间隙等。二是灰度图像细化算法。坐标变换目是对图像进行几何校正。数据处理和数据库将实测轮廓线与标准轮廓线进行比较，并测量其左右轨距偏差值。图像库压缩存储视频图像。系统标定在亮带细化和坐标变换中，通常有八个参数需要确定，系统标定就是要得到这些参数。为了在工作中参数保持不变，光源与摄像。

6、图像采集调用图像卡库函数，将视频图像采集到计算机内存。轨向加速度计激光光源摄像头型和型轨距轨向检测装置研制中国铁道科学研究院图图亮带搜索亮带图像只占视频图像部分。为提高处理速度，应根据亮带些特征，提取出亮带图像上下左右边界，用窗口套住亮带图像，只处理窗口内图像，不处理窗口外图像。图像处理包括低通滤波，中值滤波，灰度校正，直方图均衡，二值化，分区标号等。型和型轨距轨向检测检测装置研制中国铁道科学研究院亮带细化目是找出亮带中心线。有两种方法是二值图像细线化算法，包括细线化，消除短枝和间隙等。二是灰度图像细化算法。坐标变换目是对图像进行几何校正。数据处理和数据库将实测轮廓线与标准轮廓线进行比较，并测量其左右轨距偏差值。图像库压缩存储视频图像。系统标定在亮带细化和坐标变换中，通常有八个参数需要确定，系统标定就是要得到这些参数。为。

7、，提取出亮带图像上下左右边界，用窗口套住亮带图像，只处理窗口内图像，不处理窗口外图像。图像处理包括低通滤波，中值滤波，灰度校正，直方图均衡，二值化，分区作在系统下编写波形图显示打印软件，实现功能包括用计算机实时存储显示打印波形图，可进行波形图准确测量，实现当前检测数据与历史数据进行波形对比，综合比较分析轨道变化原因等功能，取代原有热敏波形绘图仪。在系统下编写超限编辑软件，实现原有型轨检车所有功能，如超限编辑和报表输出。同时将轨道检测相关数据存储在轨道管理数据库中进行管理和利用，并保证各种型号轨检车数据库格式统。改造后轨检车超限数据库采用通用数据库方式，便于检测数据再利用并与新型轨检车致，可下载到检测中心正在建设检测数据中心数据库，打印表格规范统。型和型轨距轨向检测检测装置研制中国铁道科学研究院基本原理轨距检测系统基本原理。

8、设备。该设备的轨距轨向测量装置采用安装于轴箱上的轨距吊梁方式，域在式，中,是像点在像平面坐标系中坐标，可从图像中提取。,是对应物点在物方坐标系轨道坐标系中坐标，是我们要求参数。包含八个参数这些参数决定于近景摄影内方位元素和外方位元素。如果这些方位元素已知，要确定这八个参数必须列出八个方程，也就是说必须利用四对控制点已知坐标。当控制点数大于型和型轨距轨向检测检测装置研制中国铁道科学研究院时，采用最小二乘法，选择最佳控制点。亮带细化亮带细化目是找出亮带中心线。有两种方法是二值图像细线化算法，包括细线化消除短枝和间隙等。二是灰度图像细化算法。灰度图像细化形对比，综合比较分析轨道变化原因等功能，取代原有热敏波形绘图仪。在系统下编写超限编辑软件，实现原有型轨检车所有功能，如超限编辑和报表输出。同时将轨。

9、该装置采用图像测量技术，由摄像传感器获取钢轨断面轮廓图像，对该图像进行实时处理，从而得到钢轨上被测点空间位置信号。该方案又分为机器视觉方案和激光测距方案两种。激光测距方案成本高，技术难度大。我们采用机器视觉方案并配备套带状结构光源照明系统，所以又称为光取断面法。其结构原理如图所示图在理想情况下，用光源照亮被测物体断面轮廓线，用摄像机采集断面垂直方向图像，即可提取断面轮廓图像。但这种理想情况是无法实现首先，被测物体表面被照亮部分不是厚度为零亮线，而是有定厚度亮带。其次，由于现场安装条件所限，不可能在断面垂直方向安装摄像机，只能从斜侧方向采集图像。因而我们必须解决两大问题是必须找到亮带中心线，二是对图像进行几何矫正。钢轨断面检测系统光机配置如图所示，系统工作原理框图如图所示。各方框功能介绍如下图像采集调用图像卡库函数，将视频。

10、在像平面上以等角点为原点取直角坐标系,垂直于主纵面，在中与重合。型和型轨距轨向检测装置研制中国铁道科学研究院图在物平面上，以等角点对应点为原点，取直角坐标系，垂直于，在中，并与摄影方向线重合。物平面上点在像平面上像为，在坐标系中坐标为在坐标系中坐标为,。根据几何关系有因为,所以在直角三角形中，因为度所以，。在直角三角形中，因为度所以因而是等腰三角形，所以得同样在平面内，因为∽得铁道科学研究院研究报告型和型轨距轨向检测装置的研制基础设施检测中心技术报告文件专页院总编号中心编号参加单位号报告题目和型轨检车轨距轨向检测装置的研究报告日期年月项目编号项目组长或作者作者合同编号项目组成员报告类型研究报告密级非密关键词轨检车轨距轨向检测模型图像处理主编内容摘要和型轨道检查车是为检查轨道病害指导线路维修保障行车安全而研制的大型动态检。

11、道检测相关数据存储在轨道管理数据库中进行管理和利用，并保证各种型号轨检车数据库格式统。改造后轨检车超限数据库采用通用数据库方式，便于检测数据再利用并与新型轨检车致，可下载到检测中心正在建设检测数据中心数据库，打印表格规范统。型和型轨距轨向检测检测装置研制中国铁道科学研究院基本原理轨距检测系统基本原理该装置采用图像测量技术，由摄像传感器获取钢轨断面轮廓图像，对该图像进行实时处理，从而得到钢轨上被测点空间位置信号。该方案又分为机器视觉方案和激光测距方案两种。激光测距方案成本高，技术难度大。我们采用机器视觉方案并配备套带状结构光源照明系统，所以又称为光取断面法。其结构原理如图所示图在理想情况下，用光源照亮被测物体断面轮廓线，用摄像机采集断面垂直方向图像，即可提取断面轮廓图像。但这种理想情况是无法实现首先，被测物体表面被照亮部分。

12、在工作中参数保持不变，光源与摄像机应安装在个坚固构件上，使其相对几何位置保持不变。光源照射平面应与钢轨纵轴保持垂直。作到上述两点，既能保证标定参数不变。坐标变换摄像传感器物像共轭关系如图所示，为物平面地平面，为像平面光敏面，为投影中心物镜物方节点和像方节点合二而。平面与平面相交于迹线又称为透视轴。过点作平面垂线，与平面相交于像主点,与平面相交于相应点,即为物镜主光轴,即为物镜主焦距。过点作平面垂线，与平面交点为像底点，与平面相交于，为物镜物距。包含主光轴和铅垂线平面为主纵面又称为主垂面。与平面交线为摄影方向线。主光轴和铅垂线夹角为相片倾角。与平面交线与相片坐标系轴夹角为相片旋转角。在主纵面内过点作倾角平分线，与像平面交点为等角点，在平面上相应点为。过作直线平行于，与平面相交于主合点过作直线平行于，与平面交点为，称为遁点。。

参考资料：

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[20]（终稿）枣阳市蓝天花卉服务中心项目立项申报可行性材料（正本）（第43页，发表于2022-06-24）