[發(fā)明專利]直接采集鐵路轉轍機表示桿缺口圖像測得缺口數(shù)據(jù)的方法

有效

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• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102556119A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 秦廣軍;李志方;盧立清
• 申請（專利權）人: 濟南鐵路天龍高新技術開發(fā)有限公司
• 主分類號: B61L5/10
• 分類號: B61L5/10;B61L23/04;G06T7/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

技術領域

本發(fā)明涉及鐵路轉轍機表示桿缺口監(jiān)測技術領域，具體是一種采集鐵路轉轍機表示桿缺口圖像得出缺口數(shù)據(jù)的方法。?

背景技術

隨著我國鐵路現(xiàn)代化建設的迅速發(fā)展，列車運行速度和運行密度也隨之大大提高，為使鐵路信號設備保持良好的質量狀態(tài)，對維護工作的高效、科學性提出了更高的要求。?

轉轍機是鐵路道岔控制系統(tǒng)得主要信號設備，除用于道岔的轉換與鎖閉外，轉轍機表示桿缺口偏移量的大小反映了道岔尖軌(及芯軌)所處位置和狀態(tài)。?

轉轍機上設置有L型缺口指示標(主要是指示標的垂直部分，水平部分僅用來固定)，表示桿上桿、表示桿下桿。?

表示桿上桿設有缺口(缺口寬度6mm～7mm)，表示桿下桿也設有缺口(缺口寬度6mm～7mm)。表示桿上桿的缺口和表示桿下桿的缺口統(tǒng)稱表示桿缺口。L型缺口指示標固定不變，表示桿上桿與表示桿下桿都可能左右移動，也就是表示桿上桿的缺口和表示桿下桿的缺口都可能左右移動。?

正常工作時，轉轍機有2個位置，分別是定位和反位，即定反位位置信息。?

轉轍機在定位，表示桿上桿的缺口正對L型缺口指示標的中心，此時，L型缺口指示標的左邊沿到表示桿上桿缺口的左邊沿之間的距離，稱定位缺口，其距離的大小，稱為定位缺口數(shù)據(jù)。?

轉轍機在反位，表示桿下桿的缺口正對L型缺口指示標的中心，此時，L型缺口指示標的左邊沿到表示桿下桿缺口的左邊沿之間的距離，稱反位缺口，其距離的大小，稱為反位缺口數(shù)據(jù)。?

定位缺口數(shù)據(jù)與反位缺口數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為缺口數(shù)據(jù)。?

由于轉轍機工作環(huán)境非常惡劣，動作頻繁，加之軌溫變化，軌道線路整修，道岔桿件磨耗曠動等，使得表示桿狀態(tài)會發(fā)生變化，當缺口偏移量超標時，嚴重影響行車安全。?

轉轍機表示桿缺口監(jiān)測產(chǎn)品主要有開關量式、數(shù)字式、視頻式。?

開關量式缺口監(jiān)測產(chǎn)品，價格低廉、安裝方便、而且與溫濕度等環(huán)境無關，但是它只能定性檢測轉轍機表示缺口狀態(tài)，不能把缺口的變化狀態(tài)完全量化，已慢慢被市場淘汰。?

數(shù)字式缺口監(jiān)測產(chǎn)品，實現(xiàn)了缺口變化狀態(tài)的量化，但是由于不夠直觀，作業(yè)人員需學習并記住監(jiān)測產(chǎn)品傳輸上來的不同數(shù)字的含義，然后根據(jù)數(shù)字分析缺口的狀態(tài)，對作業(yè)人員的要求較高。?

視頻式缺口監(jiān)測產(chǎn)品，可以直觀的隨時查看轉轍機表示桿缺口圖像，提高了工作效率，減少了作業(yè)人員的工作強度，不受環(huán)境限制。?

但目前的視頻監(jiān)測式缺口監(jiān)測裝置其攝像頭分辨率低，并且使用現(xiàn)場多達上百臺轉轍機，轉轍機內的攝像設備將圖像壓縮為JPG數(shù)字圖像，分別上傳到設備機房，集中由監(jiān)測軟件計算出缺口偏移量，圖像質量有損失，處理速度慢、實時性不強，沒有過車視頻、振動視頻、溫濕度、振動強度監(jiān)測功能。?

此外，目前的視頻監(jiān)測方式都是間接計算缺口的大小，其方法是：在轉轍機內缺口旁確定一固定位置，做一標記，如畫一直線，在轉轍機內缺口處固定一個金屬片，金屬片隨缺口移動，金屬片上畫一直線，與標記的直線平行，采用攝像頭對缺口進行拍照，得到缺口圖像，對缺口圖像進行分析，計?算出標記的直線與隨缺口移動的直線之間的位置坐標差，根據(jù)已經(jīng)確定的對應關系，間接計算缺口的大小。由于要在表示桿上設置標記，需對轉轍機進行改造，施工比較困難，標記的設置精度也比較難以控制。?

發(fā)明內容

為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種直接采集鐵路轉轍機表示桿缺口圖像測得缺口數(shù)據(jù)的方法，該方法包括以下步驟：?

1)、存儲采集到的表示桿缺口圖像；?

2)、讀取要處理的表示桿缺口圖像；?

3)、在表示桿缺口圖像上，將表示桿缺口限定在一預設的區(qū)域內，該區(qū)域的限定參數(shù)根據(jù)采集到的表示桿缺口圖像進行預設；在豎直坐標軸上設定表示桿上桿與表示桿下桿之間的分界線的豎直坐標記為y0；?

4)對限定區(qū)域內圖像中的表示桿缺口圖像進行包括二值化和形態(tài)濾波的處理，再進行特征提取，得到表示桿缺口圖像中L型缺口指示標的邊沿圖；對L型缺口指示標的邊沿圖進行直方圖統(tǒng)計，在水平坐標軸上得到L型缺口指示標的左邊沿坐標記為x1、右邊沿坐標記為x2；?

5)、采用SOBEL邊沿查找方法提取步驟b3)得到的限定區(qū)域內圖像中的表示桿缺口的邊沿信息；?

6)、對于提取到的表示桿缺口的邊沿信息進行形態(tài)學濾波，得到缺口分析圖像，并對缺口分析圖像進行規(guī)整處理；?

7)、對于缺口分析圖像進行直方圖統(tǒng)計，對統(tǒng)計到的直方圖進行二次轉化，得到表示桿缺口的兩個邊沿；?