[發明專利]鋼軌扣件狀態的檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 202010083989.2
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111311560B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 王勝春;王昊;方玥;王樂;李海浪;韓強;戴鵬;杜馨瑜
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司基礎設施檢測研究所;北京鐵科英邁技術有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/521;G06T7/66;G06T5/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;湯在彥

1.一種鋼軌扣件狀態的檢測方法，其特征在于，包括：

獲得目標鋼軌區域的深度圖像和強度圖像，所述深度圖像和強度圖像的像素一一對應；

從所述強度圖像中識別出扣件區域；

基于強度圖像中識別出的扣件區域，對應識別出深度圖像中的扣件區域；

從深度圖像中的扣件區域中，識別出緊固件區域，所述緊固件為螺栓或螺母；

根據識別出的扣件區域和緊固件區域，確定扣件狀態；

根據識別出的扣件區域和緊固件區域，確定扣件狀態，包括：根據扣件區域的深度圖像和緊固件區域的中心點位置，分別確定緊固件的高度值和鋼軌的高度值；計算緊固件的高度值和鋼軌的高度值的差值，基于所述差值，確定扣件狀態。

2.如權利要求1所述的鋼軌扣件狀態的檢測方法，其特征在于，從所述強度圖像中識別出扣件區域，包括：

確定模板庫，所述模板庫包括多個模板，所述模板包括扣件區域模板和背景區域模板；

從目標鋼軌區域中提取出多個子窗口圖像；

對每個子窗口圖像，計算該子窗口圖像與模板庫中每個模板的相似度；

根據該子窗口圖像與模板庫中每個模板的相似度，計算該子窗口圖像的相似度合值；

根據多個子窗口圖像的相似度合值，從所述強度圖像中識別出扣件區域。

3.如權利要求2所述的鋼軌扣件狀態的檢測方法，其特征在于，從目標鋼軌區域中提取出多個子窗口圖像，包括：

確定子窗口圖像的尺寸為扣件區域的尺寸；

基于子窗口圖像的尺寸，利用滑動窗口方法在目標鋼軌區域中以固定步長依次提取多個子窗口圖像。

4.如權利要求2所述的鋼軌扣件狀態的檢測方法，其特征在于，對每個子窗口圖像，計算該子窗口圖像與模板庫中每個模板的相似度，包括：

對每個子窗口圖像，確定該子窗口圖像的方向梯度直方圖；

計算該子窗口圖像的方向梯度直方圖與每個模板的方向梯度直方圖的相似度。

5.如權利要求2所述的鋼軌扣件狀態的檢測方法，其特征在于，采用如下公式，根據該子窗口圖像與模板庫中每個模板的相似度，計算該子窗口圖像的相似度合值：

其中，S_similarity(x_i)為子窗口圖像x_i的相似度合值；

t_k為第k個模板，s_k(x_i,t_k)為子窗口圖像x_i與模板t_k的相似度；

δ_k為指示函數，在t_k為扣件區域模板時，δ_k＝1；在t_k為背景區域模板時，δ_k＝0。

6.如權利要求2所述的鋼軌扣件狀態的檢測方法，其特征在于，根據多個子窗口圖像的相似度合值，從所述強度圖像中識別出扣件區域，包括：

確定相似度合值最大的子窗口圖像為最優扣件區域；

根據所述最優扣件區域和扣件之間的安裝間距，確定強度圖像中的所有扣件區域。

7.如權利要求2所述的鋼軌扣件狀態的檢測方法，其特征在于，所述模板庫包括離線模板庫和在線模板庫，其中，

離線模板庫包括多個人工核準的扣件區域模板和背景區域模板；

在線模板庫在軌扣件狀態的檢測過程中動態更新扣件區域模板和背景區域模板。