[發(fā)明專利]一種基于圖像處理的踏板檢測方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108629349B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設計）人: 楊晨;孫新學;宋亞軍;向宏義
• 申請（專利權）人: 北京環(huán)境特性研究所
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 北京格允知識產(chǎn)權代理有限公司 11609
• 代理人: 周嬌嬌;張沫

本發(fā)明涉及一種基于圖像處理的踏板檢測系統(tǒng)及方法，其中方法包括以下步驟：圖像采集步驟、采集踏板落下和收起狀態(tài)的圖像作為訓練樣本，并采集待檢測時刻踏板的圖像作為測試樣本；分類器訓練步驟、提取訓練樣本中每個圖像的方向梯度直方圖信息構成特征向量；選擇SVM分類器核函數(shù)，并使用提取的訓練樣本訓練SVM分類器；踏板檢測步驟、提取測試樣本的圖像的方向梯度直方圖信息構成特征向量，并利用所述SVM分類器判斷為踏板落下或收起的狀態(tài)。本發(fā)明通過采集踏板圖像，提取方向梯度直方圖信息，構成特征向量，利用SVM分類方法特征向量進行分類，從而實時監(jiān)控踏板收放狀態(tài)，防止與過往列車發(fā)生蹭車事故，提升動車檢修平臺安全裕度。

技術領域

本發(fā)明涉及計算機圖像檢測領域，尤其涉及一種基于圖像處理的踏板檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術

動車組檢修平臺為動車基地及動車運用所中的關鍵設備之一，為動車組的日常整備、檢查、保養(yǎng)和修理提供了便捷。在設備工藝設計中采用液壓渡板等方法，以適應檢修人員登上各型動車組不同高度的需求。因此，在實際的平臺及防護網(wǎng)上均設置踏板(亦稱為渡板)，以保證工作人員登頂作業(yè)的安全。我國的動車組CRH系列車型較多，不同車型的車體的高度及輪廓形狀差異較大，為了使檢修平臺兼容所有的動車組的輪廓，設置踏板機構是非常必要的。在國外，由于動車組車型單一，在檢修平臺上不設置踏板(渡板)，因此，對于踏板的遠程監(jiān)控研究較為罕見。

動車所一般采用4線庫，其踏板的數(shù)量為768塊，大多是采用氣缸驅動踏板的反轉(收/放)，數(shù)量龐大的踏板分布在15444平方米的車間內，加之踏板的收放狀態(tài)及故障均對運用有重要影響。由此可見，監(jiān)控踏板的狀態(tài)是非常重要的。

目前，在國內多依靠行程開關監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控踏板的收放情況。該方法由于硬件的設備狀態(tài)與系統(tǒng)穩(wěn)定性等原因，在個別情況下存在漏報、誤報的風險，同時開關信號不能夠直觀顯示踏板的實時狀態(tài)。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術中以上的缺陷，提供一種基于圖像處理的踏板檢測方法及系統(tǒng)。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于圖像處理的踏板檢測方法，包括以下步驟：

圖像采集步驟、采集踏板落下和收起狀態(tài)的圖像作為訓練樣本，并采集待檢測時刻踏板的圖像作為測試樣本；

分類器訓練步驟、提取訓練樣本中每個圖像的方向梯度直方圖信息構成特征向量；選擇SVM分類器核函數(shù)，并使用提取的訓練樣本訓練SVM分類器；

踏板檢測步驟、提取測試樣本的圖像的方向梯度直方圖信息構成特征向量，并利用所述SVM分類器判斷為踏板落下或收起的狀態(tài)。

在根據(jù)本發(fā)明所述的基于圖像處理的踏板檢測方法中，優(yōu)選地，提取測試樣本或訓練樣本中圖像的方向梯度直方圖信息構成特征向量的步驟包括：

采用線性空間光照校正法對輸入的圖像進行顏色空間的標準化；

計算每個像素的梯度，其中將圖像劃分為預定大小的單元；計算每個單元的梯度直方圖；將多個單元組成區(qū)塊，一個區(qū)塊所有單元的特征串聯(lián)起來得到該區(qū)塊的HOG特征；將圖像內所有區(qū)塊的HOG特征串聯(lián)起來得到該圖像的HOG特征；提取每個圖像的HOG特征，得到對應的特征向量。

在根據(jù)本發(fā)明所述的基于圖像處理的踏板檢測方法中，優(yōu)選地，所述圖像采集步驟采集的圖像的視場范圍內包括6～10塊踏板。

在根據(jù)本發(fā)明所述的基于圖像處理的踏板檢測方法中，優(yōu)選地，劃分的每個單元的大小為6*6個像素，每個區(qū)塊包含3*3個單元。

在根據(jù)本發(fā)明所述的基于圖像處理的踏板檢測方法中，優(yōu)選地，所述方法還包括報警步驟，用于根據(jù)所述踏板檢測步驟的檢測結果進行報警。

本發(fā)明還提供了一種基于圖像處理的踏板檢測系統(tǒng)，包括：