[發明專利]一種扣件彈條移位檢測方法

在審

• 申請號: 201810582856.2
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN110634122A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 左麗瑪
• 申請（專利權）人: 成都精工華耀科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T15/00;G06T7/62;G06T7/12;G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種扣件彈條移位檢測方法，屬于鐵路基礎設施檢測領域。本發明的主要步驟為：通過三維成像系統獲取軌道兩側的三維形貌數據，并將其轉換為二維深度圖像，提取彈條移位顯著區域圖像，精確提取彈條移位區域輪廓，計算彈條移位距離，根據彈條移位距離和設定閾值，判斷是否存在彈條移位危險。本發明所提出的檢測方法可自動有效檢測扣件彈條移位，及時消除列車運行安全隱患。

技術領域

本發明涉及鐵路基礎設施檢測領域，具體指一種扣件彈條移位檢測方法。

背景技術

扣件是連接鋼軌和軌枕的重要部件，其作用是將鋼軌固定在軌枕上，保持軌距以及阻止鋼軌發生相對于軌枕的縱橫向移動，因此，扣件在保證軌道穩定性、可靠性方面起著十分重要的作用。彈條是確保扣件固定牢靠的關鍵，一旦彈條發生移位，便會帶來嚴重的安全隱患。因此，及時檢測扣件彈條移位距離在鐵路基礎設施檢測領域非常重要。

在鐵路基礎設施檢測上，我國長期以人工和靜態檢測為主，養護費用高，強度高，安全性差，隨著高速鐵路迅猛發展，對鐵路檢測的自動化、實時性提出了更高的要求。目前國內外已出現了一些扣件檢測技術，主要有：基于線陣激光的連續掃描裝置，如德國Sick公司；基于面陣圖像傳感器的計算機視覺檢測裝置，如美國ENSCO公司的VIS系統、德國AtlasElectronic公司開發的光電式軌道檢測系統以及北京福斯達公司高速車載式軌道圖像識別系統等。然而，現有的這些扣件檢測系統都無法實現扣件彈條移位的檢測，因此，亟需一種有效可靠的扣件彈條移位檢測方法，以及時消除扣件彈條移位存在的安全隱患。

發明內容

本發明的目的是提供一種扣件彈條移位檢測方法，通過基于圖像處理的方法自動檢測Z型扣件是否出現彈條移位，以解決現有扣件檢測系統無法檢測扣件彈條移位的問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種扣件彈條移位檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：采用三維成像系統獲取軌道兩側三維形貌數據，并將其轉換為二維深度圖像；

所述步驟1中的三維成像系統為線結構光三維掃描成像系統，獲取軌道扣件三維形貌數據時，需對采集的三維形貌數據進行掃描方向校準，以保證轉化后的二維深度圖像中像素橫坐標與縱坐標單位像素所代表的物理尺寸相等。

步驟2：確定扣件在二維深度圖像中的位置，提取扣件所在區域的局部二維深度圖像；

步驟2中所述的確定扣件在二維深度圖像中位置可采用手動選取，也可以采用SVM或深度學習或神經網絡分類等自動檢測方法。

步驟3：在扣件局部二維深度圖像中設定橫坐標值x_min、x_max和縱坐標值y_min、y_max，提取彈條移位顯著區域圖像；

步驟4：設定閾值T₁，對彈條移位顯著區域圖像進行二值化處理，精確提取彈條移位區域輪廓；

步驟4中所述閾值其中，v(i)表示彈條移位顯著區域圖像中第i個像素點的灰度值，n表示彈條移位顯著區域圖像中像素點總數量，m表示彈條移位顯著區域圖像中灰度值非零的像素點數量；所述二值化處理方法如下：

其中，v(i)和v'(i)分別表示二值化處理前和處理后的彈條移位顯著區域圖像中第i個像素點灰度值。

步驟5：基于彈條移位區域輪廓的最小縱坐標值y_min和最大縱坐標值y_max，計算彈條移位距離Δs＝y_max-y_min。

步驟5中所述移位距離在Y方向采用相對值，首先對Y方向當前測量值進行歸一化，再進行移位距離計算。