动车车轴的线结构光测量方法研究

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1、硕士学位论文动车车轴的线结构光测量方法研究研究生姓名：冉成荣导师姓名：于之靖教授2015年6月8日分类号：TP391.4密级：公开UDC：681.39学号：1202036中国民航大学硕士学位论文动车车轴的线结构光测量方法研究研究生姓名：冉成荣导师姓名：于之靖教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：机械工程所在院系：航空自动化学院论文答辩日期：2015.06.102015年6月8日ResearchofStructureLightMeasurementMethodinAxleofEMUADissertationSubmittedtoCivilAviationU

2、niversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYRANCheng-rongSupervisedbyYUZhi-jingAeronauticalAutomationCollegeCivilAviationUniversityofChinaJun8th,2015中国民航大学学位论文：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的硏究成果。尽我所知，隙了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，一也不包含为获得中国民航大学或其

3、它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献巧己在论文中作了巧補的说明并表示了谢意。研巧生签名日期：口朵中国民航大学学位论文使用授权声明中国民航大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ乗用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文楷的内容和纸质论文的内一容相（包括刊登致。隙在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可Ｕｉ公布）论文的全部或部分内容。论文的公布。（包括刊登）授权中国民航大学研巧生部办理心鸿研巧生签名导师综名，口兔捧：每

4、日期６ｇ和诗？摘要车轴是承载机身载荷的主要部件，车轴精度不够会导致车轴载荷分布不均衡进而导致车轮、车轴严重磨损，如果发现不及时可能会导致车轴断裂、列车出轨。另外，机车驱动与制动也是通过车轴对轮对起作用，车轴精度不够会影响机车制动与驱动。因此，车轴精度直接关系着动车运行安全。本文根据动车车轴测量的效率需求与高精度要求，提出了动车车轴的双目视觉线结构光测量方法。该系统主要包含双目相机、多线结构光激光器、编码标识靶标、计算机等。2部相机同时对有激光器光条投射的车轴拍照，完成结构光上同名特征点的匹配后，通过视觉测量算法，恢复出特征点的三维坐标信息，对结构光条上的多

5、个特征点求取三维坐标后，就可以恢复出车轴表面三维信息。双目视觉测量系统需要对相机的内参数、绝对外方位外参数、结构参数进行标定；另外，为了减小误匹配、提高效率与精度，需要对结构光条进行高精度提取；为了完成结构光条上特征点的匹配，需要求解基础矩阵。对含有编码标识的靶标板或者靶标尺成像，通过亚像素算法，提取出高精度的靶标像素点坐标，由于编码点的相对位置关系与不同的编码标识之间的相对位置关系已知，可求取出相机的绝对外方位参数；利用相同特征点在两相机上成像点的对应关系求取两相机的结构参数与基础矩阵。对结构光条进行边缘检测，精确提取出结构光条边缘，通过曲线拟合方法，提

6、高边缘定位的精度，进一步提高测量系统的精度。本文分析了车轴旋转运动与双目相机轴向扫描运动，确定了双目相机绝对外方位自标定方法，使双目相机测得的数据能够更精确的统一在同一个世界坐标系下。关键词:动车车轴线结构光极线约束双目视觉亚像素IAbstractAxleisamajorpartofthefuselagecarryingloads,lackofprecisioncanleadtounevendistributionofaxleloadsandthusleadtotheaxlesseriouswearandtear,ifdiscoverynottimelym

7、ayleadtofractureoftheaxle,thetrainderailed.Inaddition,thelocomotivedrivingandbrakingalsothroughthewheelaxleforwork,notenoughtoaffecttheaccuracyoflocomotiveaxlebrakinganddriving.Therefore,theaxleisdirectlyrelatedtotheaccuracyofthesafeofEMU.BasedonthemeasurementoftheefficiencyofEMUa

8、xleneedsandprecisionrequirements,