基于高速立体影像单元的地铁隧道形变监测

摘要

目前我国城市轨道交通发展迅猛，仅北京、上海、广州这三个城市每年就要分别开工建设40多公旱线路。2010年，上海将建成十一条线、运营里程超过四百公里的轨道交通基本网络，满足每天五百八十万人次的客流需求，承担全市公交客流的比例将达到35％。地铁的狭小密闭性和人群高密集性，决定了地铁交通一旦发生安全事故，后果是极其严重的。而作为其中重要一环的地铁隧道，其安全性和稳定性不言而喻。 本文关注的是地铁隧道纵向的形变监测，介绍了一种基于高速立体影像单元的隧道监测新方法，这种方法区别于以往传统的监测方法，提出采用分布式智能图像传感器进行隧道形变测量。 本文首先介绍了课题的研究背景，分析比较了现存的和国外正在应用的地铁隧道监测系统的区别，并说明了本文研究的必要性和意义；其次，对高速立体影像系统作了理论性的介绍；然后研究了影像阵列传感器的配置问题，主要包括影像传感器的网络配置和安放其的自稳定系统；并且在其后的两章罩分别介绍了图像传感器的选用，镜头的设计等。 文章的结尾总结了本课题研究的成果和不足，就该课题的后续研究内容和方向进行了简要的探讨。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1选题依据

1.2项目背景

1.2.1项目研究内容

1.2.2项目研究创新点和关键问题

1.3隧道变形监测技术的发展概况

1.4本文组织架构

第2章隧道监测系统方案

2.1系统总体方案

2.2系统构架

2.3系统软件方案

2.4图像采集系统

2.5自稳定系统

第3章影像系统概述

3.1摄影光学基础

3.1.1人类对光的认识

3.1.2相机成像原理

3.2 CCD相机介绍

3.2.1普通相机

3.2.2 CCD立体相机

3.2.3工业相机的选择

3.3影像系统方案

3.3.1摄像机方案

3.3.2摄像机在工程中的应用

3.3.3选择摄像机的技术指标

3.4实施方案设备选型及配置

3.4.1前端系统

3.4.2传输系统

3.4.3控制系统

3.4.4显示系统

第4章图像传感器的选用

4.1什么是图像传感器

4.2 CCD芯片概况

4.2.1 CCD芯片的结构

4.2.2 CCD芯片的分类

4.2.3 CCD芯片的工作原理

4.2.4 CCD芯片的优缺点

4.3 CMOS芯片介绍

4.3.1 CMOS芯片工作方式

4.3.2 CMOS芯片的优缺点

4.4 CCD与CMOS芯片之比较

4.4.1 CMOS/CCD图像传感器的工作原理

4.4.2不同图像传感器的输出比较

4.4.3不同传感器的结构比较

4.4.4不同传感器的性能比较

4.5传感器芯片的选用

4.5.1选择CCD芯片的技术指标

4.5.2确定的CCD方案

第5章镜头的选用和设计

5.1镜头概述

5.2镜头的分类，选择与依据

5.2.1镜头的分类

5.2.2镜头的选择原则

5.2.3镜头选择的技术依据

5.3 CODE V软件介绍

5.3.1 CODE V软件的功能

5.3.2 CODE V软件设计实例

5.4用CODE V设计镜头

5.4.1确定设计规格

5.4.2新镜头向导

5.4.3分析起始方案

5.4.4优化与分析

5.4.5镜头的3D图

第6章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附录

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果