[發(fā)明專利]一種鐵路貨車承載鞍擋邊折斷故障檢測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911292725.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN111091557B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟德劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱市科佳通用機(jī)電股份有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/11;G06N3/04;G06N3/08;G01M17/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 時(shí)起磊

一種鐵路貨車承載鞍擋邊折斷故障檢測方法及系統(tǒng)，屬于貨運(yùn)列車檢測技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是為了解決人工檢查圖像的方式進(jìn)行載鞍擋邊折斷故障檢測存在效率低、準(zhǔn)確率低的問題，以及現(xiàn)有的圖像自動(dòng)檢測方式檢測承載鞍擋邊折斷故障存在準(zhǔn)確率低的問題。本發(fā)明采集圖像并截取包括承載鞍擋邊和滾動(dòng)軸承前蓋部件在內(nèi)的子圖像；將子圖像放入數(shù)據(jù)集，標(biāo)記兩部分承載鞍擋邊區(qū)域、承載鞍附近的滾動(dòng)軸承前蓋部件；訓(xùn)練承載鞍擋邊和滾動(dòng)軸承前蓋分割的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型；在檢測過程中，利用承載鞍擋邊和滾動(dòng)軸承前蓋分割的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)待檢測承載鞍擋邊圖像進(jìn)行預(yù)測，得到分割結(jié)果，實(shí)現(xiàn)承載鞍擋邊折斷故障的判斷。主要用于承載鞍擋邊折斷故障檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種貨車承載鞍擋邊折斷故障檢測方法。屬于貨運(yùn)列車檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

承載鞍是貨車部件中重要的一部分，當(dāng)承載鞍擋邊發(fā)生折斷時(shí)，可能產(chǎn)生危機(jī)行車安全的情況。在承載鞍擋邊折斷故障檢測中，現(xiàn)有的方式采用人工檢查圖像的方式進(jìn)行故障檢測。由于檢車人員在工作過程中極易出現(xiàn)疲勞、遺漏等情況，造成漏檢、錯(cuò)檢的出現(xiàn)，影響行車安全。

由于承載鞍結(jié)構(gòu)不規(guī)則，且相對(duì)復(fù)雜，同時(shí)由于承載鞍所在部位光線問題，以及存在污漬等因素的影響，圖像中承載鞍擋邊不易與承載鞍其他部分區(qū)別出來，即使能夠區(qū)分，其也存在較大誤差，準(zhǔn)確率度較低，所以直接采用現(xiàn)有的圖像自動(dòng)檢測的方式進(jìn)行承載鞍擋邊折斷故障進(jìn)行檢測時(shí)，檢測準(zhǔn)確率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決人工檢查圖像的方式進(jìn)行載鞍擋邊折斷故障檢測存在效率低、準(zhǔn)確率低的問題，以及現(xiàn)有的圖像自動(dòng)檢測方式檢測承載鞍擋邊折斷故障存在準(zhǔn)確率低的問題。

一種鐵路貨車承載鞍擋邊折斷故障檢測方法，包括以下步驟：

采集圖像并截取包括承載鞍擋邊和滾動(dòng)軸承前蓋部件在內(nèi)的子圖像；

將子圖像放入數(shù)據(jù)集；對(duì)數(shù)據(jù)集中的全部圖像進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)記時(shí)需要標(biāo)記兩部分，一部分是承載鞍擋邊區(qū)域，另一部分是承載鞍附近的滾動(dòng)軸承前蓋部件；

利用數(shù)據(jù)集對(duì)深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到最優(yōu)的權(quán)重系數(shù)；通過訓(xùn)練好的權(quán)重系數(shù)，確定承載鞍擋邊和滾動(dòng)軸承前蓋分割的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型；

在檢測過程中，采集圖像并截取包括承載鞍擋邊和滾動(dòng)軸承前蓋部件在內(nèi)的子圖像，記為待檢測承載鞍擋邊圖像；

利用承載鞍擋邊和滾動(dòng)軸承前蓋分割的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)待檢測承載鞍擋邊圖像進(jìn)行預(yù)測，分別得到承載鞍擋邊和滾動(dòng)軸承前蓋的分割結(jié)果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)承載鞍擋邊折斷故障的判斷。

進(jìn)一步地，實(shí)現(xiàn)承載鞍擋邊折斷故障的判斷的過程包括以下步驟：

在滾動(dòng)軸承前蓋的分割結(jié)果中，使用質(zhì)心算法計(jì)算滾動(dòng)軸承前蓋的中心；根據(jù)滾動(dòng)軸承前蓋的水平方向的對(duì)稱中心，即為承載鞍擋邊的水平方向的對(duì)稱中心，將滾動(dòng)軸承前蓋的水平中心作為承載鞍擋邊的水平對(duì)稱中心；以水平方向?qū)ΨQ中心作為分割點(diǎn)，分別計(jì)算兩側(cè)擋邊的長度，比較兩側(cè)的長度，如果大于預(yù)先設(shè)定的閾值，則為故障；否則為正常的承載鞍擋邊圖像。

進(jìn)一步地，所述比較兩側(cè)的長度，如果大于預(yù)先設(shè)定的閾值，則為故障的具體判斷過程如下：

針對(duì)分割得到的承載鞍擋邊區(qū)域及滾動(dòng)軸承前蓋區(qū)域，分別計(jì)算承載鞍擋邊區(qū)域的高度H1、寬度W1、水平中心點(diǎn)坐標(biāo)X1，滾動(dòng)軸承前蓋區(qū)域高度H0、寬度W0、水平中心點(diǎn)坐標(biāo)X1；

若|H1-H0|＞高度預(yù)設(shè)值，判斷為故障；

若|W1-W0|＞寬度預(yù)設(shè)值，判斷為故障；

若|X1-X0|＞位置預(yù)設(shè)值，判斷為故障。

進(jìn)一步地，所述深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型的確定過程如下：

構(gòu)建深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型：