[發明專利]一種鐵路貨車制動梁梁體折斷故障圖像識別方法

在審

• 申請號: 201911272298.0
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN111079627A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 高恩穎
• 申請（專利權）人: 哈爾濱市科佳通用機電股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 李紅媛

1.一種鐵路貨車制動梁梁體折斷故障圖像識別方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：獲取途徑貨車的高清線陣圖像，并建立樣本數據集；

步驟二：對樣本數據集進行數據擴增；

步驟三：對數據集中的圖像進行標記；

步驟四：將原始圖像和標記數據生成數據集，用于模型訓練；

步驟五：從圖像中裁剪出待識別部件區域；

步驟六：對制動梁梁體部分進行定位，確定識別范圍，并利用U-NET網絡對圖像進行分割；

步驟七：綜合先驗知識對U-NET網絡分割結果進行過濾與圖像處理后，對圖像進行裁剪和拼接；

步驟八：將裁剪和拼接后的圖像輸入SSD_FPN網絡模型中進行訓練，并得到輸出結果，根據該輸出結果判斷是否有折斷故障。

2.根據權利要求1所述的一種鐵路貨車制動梁梁體折斷故障圖像識別方法，其特征在于所述數據擴增包括：圖像的旋轉、平移、縮放、水平翻轉、垂直翻轉、對比度、光照調節和增加噪聲。

3.根據權利要求1所述的一種鐵路貨車制動梁梁體折斷故障圖像識別方法，其特征在于所述對數據集中的圖像進行標記的標記結果為原始圖像對應的類別的掩碼圖像。

4.根據權利要求1所述的一種鐵路貨車制動梁梁體折斷故障圖像識別方法，其特征在于所述U-NET網絡包括：編碼單元、解碼單元和編碼解碼單元，所述編碼單元采用3個下采樣的編碼單元，所述解碼單元包含3個上采樣的解碼單元；

第一編碼單元包含64個3×3大小的卷積核進行卷積并池化，并與第三解碼單元融合；

第二編碼單元包含64個3×3大小的卷積核進行卷積并池化，并與第二解碼單元融合；

第三編碼單元包含128個3×3大小的卷積核進行卷積并池化，并與第一解碼單元融合；

編碼解碼單元包含256個3×3大小的卷積核進行卷積；

第一解碼單元包含編碼解碼單元上采樣和第三編碼單元融合，然后進行128個3×3大小的卷積核進行卷積；

第二解碼單元包含第一解碼單元上采樣和第二編碼單元融合，然后進行64個3×3大小的卷積核進行卷積；

第三解碼單元包含第二解碼單元上采樣和第一編碼單元融合，然后進行32個3×3大小的卷積核進行卷積；

最后1×1大小的卷積核進行卷積，輸出分割結果。

5.根據權利要求1所述的一種鐵路貨車制動梁梁體折斷故障圖像識別方法，其特征在于所述SSD_FPN網絡模型的訓練過程為：

S1：提取Resnet_FPN特征，拼接高層的語義特征以及底層的空間特征，生成特征Map；

S2：多層特征圖生成Anchor；

S3：將多層特征圖預測Anchor，同GroundTruth box相匹配，根據匹配結果確定Loss；

S4：Loss反向傳播，更新權重，繼續下一輪訓練。

6.根據權利要求5所述的一種鐵路貨車制動梁梁體折斷故障圖像識別方法，其特征在于所述S3中匹配的策略為：對所有的GroundTruth box選擇與它IOU最大的Anchor進行匹配；對所有的Anchor，選擇任何與其IOU大于0.5的GroundTruth box進行匹配。