大型装校平台需要将转运模块准确地插入上方的对接厢内,通过转运模块和对接厢上分别安装的导轮和导轨装校导向。传统的装校方案基于转运模块进对接厢后两者间的接触力识别位姿偏差,调整不当时可能会损坏转运模块。而转运模块进厢前的位姿调整可以提前避免两者间发生碰撞、卡阻,保障装校的顺利进行。基于此,本文主要研究进厢前导轮相对于导轨的准确对接问题。但存在以下难点:装校过程处于黑暗狭小的封闭环境中;导轮随转运模块在装校全过程处于提升状态;装校平台结构复杂,易出现导轮被遮挡情况。为此,本文提出对导轮先跟踪后测量的视觉方案以解决上述情况下的导轮识别、定位问题,并对涉及到的目标跟踪、图像处理、位姿测量等方面进行研究,最后通过实验验证方案的可行性。主要内容如下:1)在详尽分析装校流程、装校平台结构后,提出基于视觉的装校过程跟踪与测量方案。阐述了对转运模块位姿调整的方法以及相关基础理论。2)为实现转运模块上导轮的全自动定位,同时便于后续视觉测量,提出了基于动态模板匹配的自适应尺度目标跟踪算法。建立模板更新机制,采用滑动平均的思想避免学习到错误模板,提高算法的鲁棒性。引入卡尔曼滤波算法,根据上一次的最优结果预测当前的目标物体中心坐标值,减小目标搜索区域。最后制作了模拟应用场景下的导轮数据集以量化算法性能。3)探讨基于双目视觉的空间圆位姿测量方法。针对低光照下的空间圆轮廓提取步骤提出完整的图像预处理流程。针对干扰角点下的特征拟合,采用基于RANSAC的改进椭圆拟合算法对角点进行筛选以提高拟合精度。通过汇聚式双目立体视觉模型解决空间圆的位置求解问题。增加双目视觉约束解决单目成像下的空间圆姿态二义性问题。4)搭建模拟应用场景的实验台对所提的目标跟踪算法及空间圆位姿测量实验验证,结果表明目标特征被准确地定位识别,解算出的位置误差在毫米级,姿态角误差在1°以内,满足转运模块的装校需求。