基于飞行时间相机的轨道三维成像方法研究

截至2020年，全国铁路运营里程共计15万千米，其中高速铁路占运营总里程的1/5。随着铁路规模的不断扩大，轨道检测成为铁路运行安全问题的重中之重[1]。根据《高速铁路无砟轨道线路维修规则(试行)》[2]，轨道检测参数包括轨道静态几何尺寸容许偏差值和轨道动态不平顺项目，如轨距、高低、水平、扭曲和轨距变化率等。现有轨道检测手段主要分为两种：一是传统人工巡检，检测效率低下，检测项目单一，费时费力，对工人熟练程度要求高，检测结果受各种主观因素影响[3]；二是轨道检测车，对比人工检测，轨道检测车提高了检测精度、检测效率和检测项目，但其检测速度也还不能满足实时性的要求。目前轨道检测车主流的检测技术包括超声波检测技术、涡流探伤技术和基于图像处理和模式识别方法的视觉检测[4]。基于图像处理和模式识别方法的视觉检测是检测轨道表面擦伤的最有潜力的技术之一，具有非接触测量、适用于近景目标和视场较大的场景、适用于静态目标和动态目标、能快速获取被测目标的几何信息和信息量大等优点[5-9]。

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