[發明專利]一種采用深度圖像的軌道扣件緊固件松動檢測方法

在審

• 申請號: 201810583193.6
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN110634123A
• 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;G06T7/136
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種采用深度圖像的軌道扣件緊固件松動檢測方法，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扣件三維形貌數據，以軌道平面為深度圖像水平基準面，將三維形貌數據轉換為二維深度圖像；

步驟2：在二維深度圖像中，根據扣件高度先驗，采用閾值分割方法，檢測扣件區域；

步驟3：在二維深度圖像、扣件區域內，根據緊固件在扣件中位置，提取緊固件區域；

步驟4：在二維深度圖像、緊固件區域內，計算活動部件高度h_c和角度β_c；

步驟5：計算活動部件浮起高度Δh＝h_c-h_b，h_b是活動部件參考高度，計算活動部件旋轉角度Δβ＝|β_c-β_b|，β_b是活動部件參考角度；

步驟6：設定高度判定閾值T^h和角度判定閾值T_β，當活動部件浮起高度Δh＞T^h或旋轉角度Δβ＞T_β時，判斷扣件緊固件松動；

所述扣件緊固件包括固定部件和活動部件，固定部件包括螺孔座或螺桿，活動部件包括螺栓或螺帽。

2.根據權利要求1所述的采用深度圖像的軌道扣件緊固件松動檢測方法，其特征在于：所述步驟1中三維成像系統包括線結構光掃描三維成像系統，面結構光三維成像系統，單目激光散斑三維成像系統，雙目激光散斑三維成像系統，雙目立體視覺三維成像系統，TOF三維成像系統，光場成像三維成像系統；當采用線結構光掃描三維成像系統時，需對獲取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。

3.根據權利要求1或2所述的采用深度圖像的軌道扣件緊固件松動檢測方法，其特征在于：所述活動部件為螺栓時，在步驟4中采用以下步驟計算活動部件高度h_c：

步驟a-4-1：對緊固件區域中深度圖像像素進行閾值分割，得到區域R：

其中，f(x,y)表示緊固件區域中(x,y)處的深度圖像像素灰度值，v_max是緊固件區域中深度圖像像素灰度最大值，a為固定常數，a的取值范圍為0～50；

步驟a-4-2：計算位于區域R中的深度圖像像素直方圖，取像素直方圖中非零的、數量最大的像素值作為活動部件高度h_c。

4.根據權利要求3所述的采用深度圖像的軌道扣件緊固件松動檢測方法，其特征在于：所述活動部件為螺帽時，在步驟4中采用以下步驟計算活動部件高度h_c：

步驟b-4-1：與步驟a-4-1相同；

步驟b-4-2：對區域R進行形態學濾波，消除孤立噪聲，計算區域R的中心c(x,y)和外接圓半徑r1，當r1>r2+e2時，計算區域R內深度圖像像素均值或中值作為螺帽高度h_c，否則轉步驟b-4-3；

步驟b-4-3：以c(x,y)為圓心，設定半徑為r5、r6的同心圓環，r5＝r2+e3，r4＝r3-e3，在深度圖像上取同心圓環區域內像素均值或中值作為活動部件高度h_c；

其中，e2、e3是偏差量，取值范圍為0～50；r2是螺桿半徑，r3是螺帽外接圓半徑，通過事先計算得到。

5.根據權利要求3所述的采用深度圖像的軌道扣件緊固件松動檢測方法，其特征在于：所述活動部件為螺栓時，在步驟a-4-2中，計算區域R中深度圖像像素的均值或中值，或對區域R中非零元素進行正多邊形擬合，提取正多邊形或正多邊形內接圓區域內深度圖像像素的均值或中值，作為活動部件高度h_c，所述正多邊形包括正六邊形、四邊形。