3、基于机器视觉的火车转向架异物检测与灵芝孢子粉破壁率检测方法

基于机器视觉的火车转向架异物检测与灵芝孢子粉破壁率检测方法

在铁路运输和中药材生产等领域，检测火车转向架上的附着物质以及灵芝孢子粉的破壁率是非常重要的工作。本文将详细介绍基于结构光扫描技术检测火车转向架异物和基于机器视觉检测灵芝孢子粉破壁率的方法。

火车转向架异物检测

• 方法与原理

  • 线面模型 ：线性结构光系统由线性激光和相机组成。通过线面模型可将二维图像中的点坐标转换为相机坐标系中的三维坐标。激光发射光线到物体上产生畸变光条，利用连接相机光心和图像像素点的直线方程以及结构光平面方程，可计算光条上点的三维坐标。直线方程为：
    [
    \frac{X_c - O_x}{P_x - O_x} = \frac{Y_c - O_y}{P_y - O_y} = \frac{Z_c - O_z}{P_z - O_z}
    ]
    结构光平面方程为：
    [
    aX_c + bY_c + cZ_c + d = 0
    ]
  • 激光三角测量原理 ：激光三角测量是线性结构光三维测量的基础。通过确定基准平面位置，利用三角形相似原理建立实际物体高度与CCD平面映射高度的关系，公式为：
    [
    h = \frac{OQ * PN * \sin(\theta)}{QP * \sin(\theta) + PN * \sin(\alpha + \theta)}
    ]
    其中，$OQ$ 是CCD光轴和激光光轴焦点到镜头中心的距离，$QP$ 是镜头中心到参考点的