[發明專利]一種基于圖像識別的接觸網桿號識別方法

在審

• 申請號: 201611223139.8
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106599894A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 朱挺;吳立群;朱有桃;陳國輝
• 申請（專利權）人: 上海鐵路局科學技術研究所
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32;G06K9/68
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司31214
• 代理人: 徐小蓉

技術領域

本發明涉及鐵路基礎設施檢測技術領域，尤其是一種基于圖像識別的接觸網桿號識別方法。

背景技術

隨著鐵路基礎設施建設的迅速發展以及人們對鐵路運輸安全和運行品質的高要求，鐵路相關部門需在天窗內對鐵路基礎設施進行實時檢測和及時維修，以確保列車運行安全。

鐵路基礎設施檢測是運輸安全的重要保障，包含各個專業的檢測內容，如軌道巡檢、軌道探傷、軌道幾何參數、接觸網幾何參數檢測、接觸懸掛支柱裝置檢測等等。用于鐵路檢測中的定位技術如：基于衛星系統的定位方法，定位精度較低，當列車在隧道中無法接收衛星信號，同時不能區分兩組并行的軌道；基于速度編碼器的里程累加定位，受到輪徑磨損，車輪空轉和滑行等外在因素影響，定位不準確；基于測速的定位方法，存在較大的累計誤差。基于應答器的定位方法，成本高，不能準確定位具體位置；基于RFID無線射頻技術的定位方法，標簽間隔大，成本高，且兩個標簽中間的線路數據里程無法精確定位。

目前，各工區段一般按照檢測車的病害報告對檢測項目的缺陷、病害點進行復核、整治、修復，在有限的天窗維修時間內，由于檢測出的缺陷位置存在一定的定位偏差，需花費大量時間查找，這嚴重影響到現場維護人員的作業效率，增加工作強度，造成人力物力的浪費。因此定位信息的準確度直接影響到線路病害的排查能力和效率，影響列車行駛安全。

發明內容

本發明的目的是根據上述現有技術的不足，提供了一種基于圖像識別的接觸網桿號識別方法，采用橫向和縱向投影區分完整的桿號圖片和分割桿號子圖，對圖像進行二值化，傾斜矯正，行字切分等預處理，同時通過十三點特征提取桿號圖形的數字識別特征，并應用模式識別理論簡化貝葉斯判別函數分類識別桿號數字；此外，通過比對已識別桿號前、后基礎桿號數據，對已識別桿號進行檢驗修正，確保正確識別桿號。利用該方法識別的桿號，融合檢測車上安裝的編碼器里程數據，得到較為準確的定位信息，提高現場維護人員檢修效率。

本發明目的實現由以下技術方案完成：

一種基于圖像識別的接觸網桿號識別方法，用于對拍攝到的接觸網桿號牌圖像進行識別，其特征在于：所述方法至少包括以下步驟：

通過統計所述接觸網桿號牌圖像在一定灰度值范圍內橫向和縱向列上的像素點個數，判斷所述接觸網桿號牌圖像中是否包含完整桿號圖像，并實現桿號子圖的分割；

對包含完整桿號圖像的所述接觸網桿號牌圖像進行預處理，得到代表接觸網桿號的字符；

采用十三點特征提取法提取所述字符中的特征；

應用模式識別理論簡化貝葉斯判別函數對所提取的特征進行分類識別，從而得到所述接觸網桿號牌圖像中的接觸網桿號。

所述圖像預處理步驟至少包括對所述接觸網桿號牌圖像進行二值化，傾斜矯正，行字切分處理。

所述傾斜矯正指的是，采用直線的Hough變換算出所述接觸網桿號牌圖像中的傾斜角度，并根據算出的傾斜角度旋轉所述接觸網桿號牌圖像。

所述十三點特征提取法指的是，將字符平均分成八份，統計每一份內黑色像素點的個數作為八個特征，然后統計水平方向中間兩列和豎直方向中間兩列的黑色像素點的個數作為四個特征，最后統計所有黑色像素點的個數作為一個特征。

通過比對已識別接觸網桿號的前、后基礎桿號數據，對已識別的接觸網桿號進行誤判修正。

本發明的優點是：算法可靠，效率較高，誤判率低；使用方便，自動化程度高。

附圖說明

圖1為本發明的識別流程圖；

圖2為本發明中自適應誤判修正流程圖；

圖3為本發明中桿號圖像的橫向和縱向投影圖；

圖4為本發明中桿號圖像的預處理效果示意圖；

圖5為本發明中字符切分投影曲線圖；

圖6為本發明中切分后的字符效果圖；

圖7為本發明中十三點特征提取原理圖。

具體實施方式

以下結合附圖通過實施例對本發明特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解：

實施例：本實施例中基于圖像識別的接觸網桿號用于對拍攝的接觸網桿號圖像進行識別，以識別圖像中的接觸網桿號。如圖1所示，識別方法包括以下步驟：

一、判斷所拍攝的接觸網桿號圖像中所否包含完整的桿號