[發(fā)明專利]一種有砟軌道病害自動檢測識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710026722.8
• 申請日: 2017-01-14
• 公開（公告）號: CN106842192B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙維剛;楊勇;杜彥良
• 申請（專利權(quán)）人: 石家莊鐵道大學(xué)
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01V3/12
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 潘宏偉

本發(fā)明提供了一種有砟軌道病害自動檢測識別方法，涉及鐵路病害檢測技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)了一個滑動時(shí)窗，窗口的大小為512×512，窗口的步長為512trace。分別利用統(tǒng)計(jì)域能量特征提取方法提取時(shí)窗內(nèi)雙曲線漸近線方向特征，并根據(jù)歐幾里德距離空間判斷、識別和記錄窗口內(nèi)是否有病害存在。移動滑動窗口，判斷、識別和記錄下一個窗口是否有病害存在，依次循環(huán)，實(shí)現(xiàn)有砟軌道病害的自動檢測與識別。該方法實(shí)現(xiàn)了一種有砟軌道病害自動檢測方法，大大降低了人力成本，提高了檢測效率，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵路病害檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有砟軌道病害自動檢測識別方法。

背景技術(shù)

有砟軌道中道渣囊、翻漿冒泥等病害嚴(yán)重影響了行車的安全性和舒適性。目前的檢測方法主要有彈性波法、全波場法等。這些方法檢測速度慢，人力成本大，不適用于大規(guī)模的普檢。探地雷達(dá)作為一種快速、連續(xù)的無損檢測技術(shù)，是檢測有砟軌道病害的重要手段。而現(xiàn)有探地雷達(dá)回波信號的解讀方法主要通過人工的方式，由于各人的經(jīng)驗(yàn)不同，容易造成病害漏檢、誤檢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種有砟軌道病害自動檢測識別方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

一種有砟軌道病害自動檢測識別方法，包括：

獲取有砟軌道路基介質(zhì)的介電常數(shù)以及電磁波在路基介質(zhì)中的傳播速度；

有砟軌道探地雷達(dá)圖分為無目標(biāo)、點(diǎn)目標(biāo)和無限體目標(biāo)三類，根據(jù)所述路基介質(zhì)的介電常數(shù)和電磁波在路基介質(zhì)中的傳播速度，利用時(shí)域有限差分法獲取得到無目標(biāo)、點(diǎn)目標(biāo)和無限體目標(biāo)的正演圖像；

利用曲波變換的方法分別對無目標(biāo)、點(diǎn)目標(biāo)和無限體目標(biāo)的正演圖像進(jìn)行處理，得到無目標(biāo)、點(diǎn)目標(biāo)和無限體目標(biāo)的正演圖像在不同尺度不同方向上的能量統(tǒng)計(jì)特征，其中所述能量統(tǒng)計(jì)特征包括Scale 2/3/4這三種尺度下的不同方向的能量統(tǒng)計(jì)特征；

選擇Scale 3尺度上的能量統(tǒng)計(jì)特征為32維超平面上的點(diǎn)，分別構(gòu)建無目標(biāo)、點(diǎn)目標(biāo)和無限體目標(biāo)的32維特征空間f_i(l)：

f_i(l)＝(s'_j,1,s'_j,2,L,s'_j,l,L,s'_j,32)

其中，i＝1,2,3，分別表示無目標(biāo)、點(diǎn)目標(biāo)和無限體目標(biāo)，j表示尺度，s′_j,l表示在尺度j、方向l上的能量統(tǒng)計(jì)特征；

使用探地雷達(dá)對有砟軌道進(jìn)行檢測，獲得探地雷達(dá)圖；

構(gòu)建一個尺寸為512×512的滑移窗口，將滑移窗口在所述探地雷達(dá)圖上沿探地雷達(dá)的測線方向移動，順序采集滑移窗口內(nèi)的所述探地雷達(dá)圖中的數(shù)據(jù)s(x,t)；

對數(shù)據(jù)s(x,t)進(jìn)行Curvelet變換，得到數(shù)據(jù)s(x,t)在Scale 3尺度上的特征向量f(l)；

利用歐幾里得距離空間計(jì)算滑移窗口內(nèi)數(shù)據(jù)的特征向量與各特征空間的距離，并以與數(shù)據(jù)的特征向量具有最小距離的特征空間代表的目標(biāo)類型作為滑移窗口內(nèi)數(shù)據(jù)具有的病害類型：

繼續(xù)移動滑移窗口，得到新的數(shù)據(jù)s(x,t)，直到探地雷達(dá)圖全部處理完畢。

本發(fā)明提供的一種有砟軌道病害自動檢測識別方法，設(shè)計(jì)了一個滑動時(shí)窗，窗口的大小為512×512，窗口的步長為512trace。分別利用統(tǒng)計(jì)域能量特征提取方法提取時(shí)窗內(nèi)雙曲線漸近線方向特征，并根據(jù)歐幾里德距離空間判斷、識別和記錄窗口內(nèi)是否有病害存在。移動滑動窗口，判斷、識別和記錄下一個窗口是否有病害存在，依次循環(huán)，實(shí)現(xiàn)有砟軌道病害的自動檢測與識別。該方法實(shí)現(xiàn)了一種有砟軌道病害自動檢測方法，大大降低了人力成本，提高了檢測效率，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。