近年来随着高速铁路和重载运输的大力发展,客货运量和行车密度大幅度增长,钢轨磨耗日益严重。而我国钢轨磨耗大部分采用接触式卡距或其它接触式测量方法,存在劳动强度较大、精度较低、效率较低等缺点。研制新的非接触式的钢轨磨耗自动测量系统具有重大的意义。目前国内已有基于单目视觉的非接触式钢轨磨耗测量系统的研究。本文针对单目视觉的局限性将双目视觉技术应用到钢轨磨耗测量研究中,对系统关键技术进行了深入的研究,实现了钢轨磨耗的测量，对光带进行摄像，影像的信息经处理后形成具有影像边界的钢轨轮廓。本系统将钢轨轮廓数字化，经过三维重建，再将它与标准轨形比较，即可得出磨耗值。系统结构如图1所示。图1系统结构示意图以往钢轨测量系统多采用单相机结构，拍得钢轨轮廓的单幅图像，以单幅图像来计算钢轨轮廓的三维坐标，这样只能是将结构光理想化为与钢轨垂直，即将钢轨轮廓的z轴坐标理想化为零，只计算x，y轴坐标，并没有考虑结构光和钢轨扭曲的情况，给计算带来很大误差。图2为结构光面与钢轨发生扭曲的示意图。图2结构光发生扭曲的两种情况Fig本系统钢轨每侧采用了两个摄像机本文由公司网站 张家港蔬菜大棚滚圆机网站 转载中国知网整理!    http://www.gunyuanji.org/，根据立体双目视觉三维测量方法磨耗测量技术研究-数控滚圆机滚弧机张家港电动液压滚圆机全自动弯管机，通过两幅或两幅以上图像就可以很轻松的计算出钢轨轮廓的三维坐标，这样就避免结构光扭曲给计算带来的误差。假定空间任意点P的世界坐标为：(,,)wwwxyz，点P在两个相机的成像平面上的像点分别为1P与2P，1P和2P的像素坐标分别为：11(u,v)和22(u,v)，1C和2C相机的投影矩阵分别为索和细化后的轮廓图相吻合的匹配点对，并对其进行三维重建，得到钢轨轮廓的真实三维世界坐标点，对这些点进行曲线拟合，得到钢轨的目标轮廓图，与标准的钢轨轮廓图进行匹配测量，计算出磨耗值。系统的软件实现框架图见图3。图3系统流程图相机标定相机标定是计算机立体视觉中的第一步，也是关键一步，相机标定精确与否，直接影响了立体视觉系统测量的精度，因而实现立体摄像机对的标定工作是必不可少的。本文对三种模板做了比较，如图4所示。图4三种模板标定示意图F前两种模板采用Harris算法提取角点，目测其最大误差在一个像素之内，圆形模板采用Hough圆检测算法提取圆心，精度可达亚像素级。本文对线性标定算法和经典的Tsai两步标定算法做了比较，线性标定对靠近图像边缘的角点进行坐标反算误差达7个像素左右。Tsai两步法标定对三种模板提取的25个特征点进行标定，另外选取11个磨耗测量技术研究-数控滚圆机滚弧机张家港电动液压滚圆机全自动弯管机本文由公司网站 张家港蔬菜大棚滚圆机网站 转载中国知网整理!    http://www.gunyuanji.org/