[發(fā)明專利]一種貨運(yùn)列車鉤尾扁銷部位故障的自動(dòng)在線診斷方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510644310.1
• 申請(qǐng)日: 2015-10-08
• 公開（公告）號(hào): CN105260744B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏振忠;鄭超;張廣軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 成金玉;孟卜娟

本發(fā)明涉及一種貨運(yùn)列車鉤尾扁銷部位故障的自動(dòng)在線診斷方法及系統(tǒng)，包括圖像采集部分和診斷部分，其中診斷部分又分為定位模塊和識(shí)別模塊；圖像采集部分獲取車鉤圖像，再由診斷部分中的定位模塊和識(shí)別模塊分別進(jìn)行定位和識(shí)別；定位模塊是在車鉤圖像中確定鉤尾扁銷的位置；識(shí)別模塊是根據(jù)定位模塊得到的鉤尾扁銷圖像判斷螺栓是否丟失；在定位模塊中，將歸一化的梯度幅值特征和6個(gè)方向的梯度直方圖特征相結(jié)合形成復(fù)合維度特征，并使用線性支持向量機(jī)(SVM)來得到鉤尾扁銷的位置；在識(shí)別模塊中，使用Haar特征來提取正常鉤尾扁銷圖像和存在螺栓丟失的扁銷圖像之間的不同，并使用Adaboost決策樹作為最終分類器來判斷是否存在故障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種貨運(yùn)列車鉤尾扁銷部位故障的自動(dòng)在線診斷方法及系統(tǒng)，屬于貨運(yùn)列車故障診斷技術(shù)。

背景技術(shù)

車鉤緩沖裝置貨運(yùn)列車連接系統(tǒng)的重要部件，它主要由車鉤和緩沖器兩部分組成。車鉤和緩沖器由鉤尾扁銷上的螺栓連接在一起。如果鉤尾扁銷螺栓丟失，車鉤就會(huì)和緩沖器分離，這會(huì)導(dǎo)致列車車體間的分離，釀成重大事故。因此，故障診斷是保障貨運(yùn)列車安全運(yùn)行的關(guān)鍵。為了保證車鉤和緩沖器間的連接，鉤尾扁銷螺栓通常由經(jīng)驗(yàn)豐富的檢測員手工檢查。然而這種檢測方式很消耗人力，而且非常耗時(shí)，這樣就帶來了很高的維護(hù)費(fèi)用，也限制了貨運(yùn)列車的過程速度的提升。

在當(dāng)今運(yùn)輸領(lǐng)域，現(xiàn)有的故障診斷方法可以被分為兩類：視覺的和非視覺的。在非視覺方法中，針對(duì)滾柱軸承的基于聲學(xué)的故障診斷方法毫無疑問是最成功的方法之一。然而，這套軌邊聲波探測系統(tǒng)卻不能檢測其他類型的故障。隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展，很多基于視覺的故障診斷系統(tǒng)被提了出來，能夠診斷的故障類型范圍也得到了很大擴(kuò)展，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展促使基于視覺的診斷方法成為了故障診斷的主流方法之一。

在開始階段，研究者們關(guān)注于鐵路軌道故障的檢測。Marino等人[FrancescomariaMarino，Arcangelo Distante，Pier Luigi Mazzeo，and Ettore Stella，“A Real-TimeVisual Inspection System for Railway Maintenance:Automatic Hexagonal-HeadedBolts Detection，”IEEE TRAN.ON SYSTEMS，MAN，AND CYBERNETICS—PART C:APPLICATIONS AND REVIEWS，vol.37，no.3，pp.418-428，May 2007.]提出了一套故障診斷系統(tǒng)來自動(dòng)檢測用于緊固軌枕的六角頭螺栓的丟失。他們使用小波變換和主分量分析方法來預(yù)處理圖像。轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)被傳入多層感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)分類和鑒別。Ruvo等人[DeRuvo P，Distante A，Stella E and Marino F.A GPU-based vision system for realtime detection of fastening

elements in railway inspection.In:The 16th IEEE internationalconference on image processing，Cairo，Egypt，7–10November 2009，pp.2333–2336.Piscataway，NJ:IEE Press.]使用誤差反向傳播算法對(duì)六角頭螺栓建模。為了達(dá)到實(shí)時(shí)的效果，他們?cè)趫D形數(shù)據(jù)處理單元(GPU)上實(shí)現(xiàn)檢測算法。