[發明專利]一種針對CRTS II型板式軌道的裂縫檢測方法

在審

• 申請號: 201810026723.7
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108226180A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 李文舉;章夢;李培剛;韋麗華
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95;B61K9/10
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 田曉杰;胡晶

本發明的針對CRTS II型板式軌道的裂縫檢測方法屬于軌道交通安全和計算機視覺技術領域，該方法首先要采集軌道裂縫圖像，要求采集過程中保持相機固定高度、焦距和圖像尺寸，同時鏡頭正對裂縫，保持與路面平行。然后對采集到的圖像進行圖像增強，圖像灰度化，高斯濾波等預處理，再使用最大類間方差算法進行閾值分割，獲取最適合的閾值帶入Canny邊緣檢測，再進行特征提取，最后對裂縫安全等級進行判斷并輸出裂縫信息。本發明的檢測方法，能夠對不同大小的軌道裂縫進行分類，并輸出分類信息和安全等級，以減少人工進行分類處理的工作量。同時該算法在很大程度上提高準確率，降低漏檢率和誤檢率，保證較高檢測效率同時兼顧時效性。

技術領域

本發明屬于軌道交通安全和計算機視覺技術領域，涉及一種針對CRTS II型板式軌道的裂縫檢測方法。

背景技術

我國高速鐵路飛速發展，由于大量基礎設施逐漸由建設期進入養護期，設施面臨著自身結構老化及外來因素損害等病害的影響。基礎設施主要安全問題中既有由于混凝土收縮徐變、結構位移變形、自然老化、軌道內部缺陷等原因引起的各種病害，又有受外界因素破壞造成的損害、建設期間存在的各種施工遺留問題。后期隨著養護年限的不斷增加，基礎設施還有可能面臨地基的不均勻沉降、鋼軌開裂、結構侵蝕破壞等病害，以及地震等自然災害和人為因素破壞等危害的影響，這些都將直接對軌道交通的安全運營構成威脅。

當前我國軌道交通線路狀態安全檢測仍然是人工靜態檢查為主。一般由各工區分段負責某一線路，利用線路無運營任務的夜間時間進行檢查。這種人工為主并且分專業的檢測方式存在許多缺陷，檢測速度慢導致占用線路時間長、工作效率低、人工成本髙，無法滿足運營安全的實際需求，迫切需要開發先進高效的檢測手段。針對目前人工檢測方法工作效率低、準確率低和成本高等問題，提出一種針對CRTS II型板式軌道的裂縫檢測方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種針對CRTS II型板式軌道的裂縫檢測方法，該算法在很大程度上提高準確率，降低漏檢率和誤檢率，保證較高檢測效率同時兼顧時效性。

為了實現上述目的，本發明提供的一種針對CRTS II型板式軌道的裂縫檢測方法，該方法包括如下步驟：

Step1：輸入圖像：采集軌道裂縫圖像。

Step2：預處理：對采集到的裂縫圖像進行預處理操作，包括圖像增強、圖像灰度化和高斯濾波。

Step3：閾值分割：對預處理后的圖像進行閾值分割，尋找最佳閾值。

Step4：裂縫檢測：將獲取的最佳閾值帶入Canny邊緣檢測，對圖像進行特征提取。

Step5：特征提取：定義軌道裂縫三個安全等級，分別為：輕微裂縫、預警裂縫和高危裂縫。

Step6：輸出裂縫的信息并判斷安全等級：對提取出來的目標特征參數進行分析和提取，將處理過后的圖像進行分類，輸出裂縫信息和判斷安全等級。

其中：

所述Step1：采集圖像要求采集過程中保持相機固定高度、焦距和圖像尺寸，同時鏡頭正對裂縫，保持與路面平行。

所述Step2：圖像預處理，首先對采集原圖增強亮度和對比度，再對圖像進行開運算，刪除不能包含結構元素的對象區域，平滑對象的輪廓，斷開狹窄的連接，去掉細小的突出部分，再對圖像進行灰度化，得到灰度圖像。再對灰度圖像進行高斯濾波，使用3×3模板進行降噪，消除孤立點。

所述Step3：閾值分割方法為：統計每個灰度級中像素的個數，計算每個灰度級的像素數目占整幅圖像的比例，遍歷灰度級[0,255]，找到最佳閾值。