为了对轨道检测系统中的线阵相机进行标定,文章设计出了一种精度标定装置,建立了标定系统的非线性的数学模型。使用实验采集到的数据对该模型进行迭代求解,可以求出相机内部和外部的参数。经过验证,数学模型和标定设备精度较高,标定误差在±0.5mm以内。前言目前高速铁路轨道的位置误差检测主要采用非接触式测量。在正式测量前，双目立体摄影测量系统需要对相机系统进行标定。相机的标定就是求解相机内部和外部的所有未知参数，使测量结果和计算结果尽可能的接近。本文采用黑白条纹对相机标定，黑白条纹的宽度进行过精心设置，可以快速精确的得到待标定点的现实世界坐标。本文建立了标定系统的数学模型，对非线性拟合方程进行最小二乘求解。1、轨道检测系统-电动液压滚圆机滚弧机张家港数控钢管滚圆机滚弧机标定设备如图1所示，标定设备主要由轨道检测车、线阵相机、线激光照明器、和反射棱镜等组成。轨检车上安装有上线阵相机和下线阵相机，二者以一定角度安装，保证光轴相交并有一定的视野重叠。在上线阵相机和下线阵相机之间布置有线激光发射器，起到照明作用。在轨检车上安装有一个反射棱镜，作为标定坐标系的原点。图1标定设备示意图标定设备主要由标定板本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ 、激光测距仪和滑轨组成。标定板上有黑色和白色条纹，这些条纹的宽度将在下一部分详细作者简介：冯彬（1991—），男，长安大学汽车学院硕士，主要研究方向有道路与轨道检测2017年第10期冯彬等：高精度轨道检测系统相机标定设备及方法研究102讨论。激光测距仪安装在标定板的上端，通过调整滑轨的位置，可以使激光测距仪的激光点垂直照射到反射棱镜上，故可以精确测量标定板和反射棱镜之间的距离。2、标定方法按照图2所示方法建立标定坐标系：原点O设置在反射棱镜处，X轴为水平朝向标定板方向，Y轴为垂直地面向上。此外，我们还需要两个相机坐标系，Ca是相机A的像素坐标轴，Cb是相机B的像素坐标轴，正方向在图2中已标出。对于相机A，Oa是线阵CCD的像素中心，A点是相机焦点，P点是被标定点，Pa是P点在相机A里的成像点，fa是焦距。αa是相机A的光轴相对于X轴的角度，βa是直线PPa相对于相机A光轴的角度，θa是直线PPa相对于X轴的角度。所有角度的正方向均统一为逆时针方向。Lb是黑条纹的宽度，Lwi是第i条白条纹的宽度。图2标定原理图标定板上有11条黑条纹和10条黑条纹，黑条纹的宽度为20mm。按照图2从上至下，其宽度分别为：[20,60,100,100,60,20,80,100,80,20]，单位mm。处理所拍到的图像，得到的宽度序列具有一定的差分度，从而可以准确的推断出待标定黑色条纹的编号i，继而我们可以计算出每条黑条纹中点在现实世界的纵坐标，如式（1）所示。11021-ijiybwjyL（i）LL（1）根据图2中所示的几何关系，可以得到以下式子：(,)iiabii（2）ktan(ia,b)i（3）在相机坐标系中，假如我们识别得到的Pa点的坐标是a，Pb点的坐标是b，所以Pa和Oa点之间的像素差为(a-2048)，Pb和Ob点之间的像素轨道检测系统-电动液压滚圆机滚弧机张家港数控钢管滚圆机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/