[發明專利]一種鐵路貨車運行監測系統

在審

• 申請號: 201811084851.3
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN109299723A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 卿粼波;伏曉;何小海;吳永盛;夏天;黃治華;吳小強
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/62;B61L23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種鐵路貨車運行監測系統，該系統包括：信息采集子系統、零件識別子系統和瀏覽子系統。設計出一種基于主輔機的多路相機并行采集模式采集貨車圖像。引入了CLAHE算法的圖像增強操作。針對貨車底部零件獲引入LBP改進SIFT特征，使用基于改進SIFT特征提取的識別方案；針對貨車左右兩側零件使用基于邊緣的模板匹配來定位。為列檢室內的工作人員提供遠程瀏覽器訪問服務，列檢員隨時能夠查看系統中貨車的車輛數據、人工確認零件故障、并導出統計報表。能對故障零件進行準確性的定位，提高了列檢效率。

技術領域

本發明涉及鐵路貨車運行監測領域，尤其涉及鐵路貨車零件識別方法。

背景技術

我國地域遼闊，全國各地經濟資源分布狀況差異明顯，因此需要便捷的交通來實現貨物交換。比較公路、航空、水運等運輸方式，鐵路運輸具有運輸能力大、運行成本低、占地少等優點。與其他交通運輸方式相比，鐵路交通被公認為較為安全的方式之一。但是，列車發生事故的可能性也并非是零，而且列車一旦發生事故，其后果可能是災難性破壞甚至是人身傷亡。這意味著針對列車故障檢測，尤其是高速重載貨車的故障檢測非常重要。

在計算機視覺還未普遍應用之前，我國大部分地區的列檢站采用停車人工巡視檢測的方式，這種列檢作業主要靠列檢員用“手摸、錘敲、眼看、耳聽、鼻聞”。對關鍵零件逐個進行排查。列檢員時常需要到貨車底部查看各個零件的狀態，一列貨車往往需要很長的時間才能檢測完畢。近年來隨著我國鐵路運輸行業的高速發展，在國內主要樞紐編組站貨車頻繁入庫出庫，列檢站的檢車作業越來越密集，傳統的列檢方式難以保證作業質量，已經無法滿足當前經濟發展對鐵路運輸的要求。

為了適應當前鐵路運輸高速發展的新形勢，我國自主研發了一套具有國際先進水平的車輛運行安全防范預警系統(5T)，來為鐵路運輸的安全提供保障，能夠及時有效地發現當前列車的行車隱患。鐵路貨車故障軌邊圖像檢測系統(TFDS)是這套自動安檢系統的重要組成部分，該系統解決了傳統停車人工巡檢的局限性，實現“人檢人修”向“機檢人修”過渡，提高了零件故障檢測的準確性和可靠性。

第一代TFDS系統使用時間在2001年至2006年，受限于當時的工業硬件設備，圖像采集設備使用的面陣相機分辨率只有656×491，使用碘鎢燈作為補償光源。第二代TFDS-1系統使用時間在2006年至2008年，圖像采集的設備像素值提高到40萬像素，使用疝氣燈作為補償光源，這一代最大的特點是對數據傳輸模式進行了數字化。第三代TFDS-2系統使用的時間在2009年至2010年，圖像采集設備的相機具有抗陽光干擾特性，使得在強烈陽光條件下系統能正常進行圖像采集，分辨率也得到很大的提升達到1400×1024，使用LED頻閃作為補償光源。第四代TFDS-3系統使用時間在2011年至今，圖像采集設備使用了最新的線陣掃描技術線陣相機，使得相機能夠進行連續掃描并且獲得的圖像是無縫隙整車圖像，該技術為后續的故障零件識別提供了良好的圖像源。線陣相機使用以太網接口作為接口，采集的數字圖像數據能夠直接傳輸至電腦進行存儲，使用激光光源作為補償光源。

盡管TFDS系統從提出到現在進行了四次升級，但是市場上的硬件設備在不斷更新，到如今已經有了性能更好的設備，并且購買一套TFDS系統成本較高，有必要針對具體的應用需求對系統進行改進和完善。

發明內容

本發明的發明目的在于：通過對貨車運行監測的需求分析，設計一種鐵路貨車運行監測系統。

為了方便說明，首先引入如下概念：

Teledyne Dalsa Linea LA-GM-02K08A相機:采用基于最先進CMOS線掃描技術的單線感光單元，像素尺寸為7.04μm×7.04μm，基于TurboDriveTM技術能夠使相機達到80KHz的最大行頻，其出色的靈敏度和速度。