[發(fā)明專利]一種鐵路貨車鉤尾銷托梁脫落故障識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010437716.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111652295B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張軼鑫
• 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): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62;G06T7/00;G06N3/04;B61K9/00;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

一種鐵路貨車鉤尾銷托梁脫落故障識(shí)別方法，屬于鐵路貨車檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是為了解決人工檢測(cè)的方法存在的穩(wěn)定性差和精度低的問(wèn)題，以及利用現(xiàn)有的深度學(xué)習(xí)方法存在的誤報(bào)率較高的問(wèn)題。本發(fā)明首先采集貨車鉤尾銷區(qū)域的灰度圖像，對(duì)灰度圖像進(jìn)行歸一化處理；然后對(duì)圖像進(jìn)行尺寸調(diào)整，然后送入訓(xùn)練好的SSD深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)鐵路貨車鉤尾銷托梁是否脫落進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)利用訓(xùn)練好的SSD深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)對(duì)螺孔、通孔進(jìn)行檢測(cè)；當(dāng)檢測(cè)到鐵路貨車鉤尾銷托梁脫落，或者檢測(cè)到螺孔/通孔，則判定為鐵路貨車鉤尾銷托梁存在脫落故障。主要用于鐵路貨車鉤尾銷托梁脫落故障識(shí)別。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鐵路貨車檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鐵路貨車鉤尾銷托梁檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

鐵路貨車的檢測(cè)關(guān)系到鐵路貨車的運(yùn)行安全，所以針對(duì)于鐵路貨車的部件需要定期進(jìn)行檢查。鉤尾銷托梁脫落故障是一種危及行車安全的故障，在鉤尾銷托梁故障檢測(cè)中，目前的檢測(cè)方式基本都是采用檢車人員人工檢查的方式，或者檢車人員通過(guò)查看過(guò)車圖像的方式。后者雖然能夠比較方便，且相比純?nèi)斯z測(cè)方式消耗的人力得到極大的降低，但是，大量圖像的篩查使得檢車人員在工作過(guò)程中極易出現(xiàn)疲勞，還容易發(fā)生漏檢、錯(cuò)檢的情況，難以保障檢測(cè)的準(zhǔn)確率和高效率。因此，目前亟需一種針對(duì)于貨車故障進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的方法。

隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)不斷發(fā)展和完善，深度學(xué)習(xí)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)一些任務(wù)的檢測(cè)識(shí)別，而且能夠極大地改善傳統(tǒng)圖像處理技術(shù)帶來(lái)的魯棒性不足的的問(wèn)題，從而提高檢測(cè)效率和準(zhǔn)確率。可以采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行鉤尾銷托梁檢測(cè)，由于鉤尾銷及托梁圖像的細(xì)節(jié)特征比較微小，直接采用現(xiàn)有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行處理，不僅存在訓(xùn)練時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，而且誤報(bào)率較高；如果想要取得較好的效果，需要大量的圖像進(jìn)行訓(xùn)練，采用現(xiàn)有的損失函數(shù)和模型訓(xùn)練方式進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)還會(huì)存在收斂速度慢等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決人工檢測(cè)的方法存在的穩(wěn)定性差和精度低的問(wèn)題，以及利用現(xiàn)有的深度學(xué)習(xí)方法存在的誤報(bào)率較高的問(wèn)題。

1、一種鐵路貨車鉤尾銷托梁脫落故障識(shí)別方法，包括：

s1、采集貨車鉤尾銷區(qū)域的灰度圖像；

s2、對(duì)灰度圖像進(jìn)行歸一化處理；

s3、對(duì)圖像進(jìn)行尺寸調(diào)整，然后送入訓(xùn)練好的SSD深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)鐵路貨車鉤尾銷托梁是否脫落進(jìn)行檢測(cè)；

利用訓(xùn)練好的SSD深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)對(duì)鐵路貨車鉤尾銷托梁是否脫落進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，同時(shí)利用訓(xùn)練好的SSD深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)對(duì)螺孔或通孔進(jìn)行檢測(cè)，在SSD深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)中的卷積層的前三層對(duì)螺孔或通孔進(jìn)行淺層卷積，并根據(jù)卷積得到的feature map對(duì)螺孔或通孔進(jìn)行識(shí)別；

當(dāng)檢測(cè)到鐵路貨車鉤尾銷托梁脫落，或者檢測(cè)到螺孔或通孔，則判定為鐵路貨車鉤尾銷托梁存在脫落故障。

進(jìn)一步地，所述SSD深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)以VGG16作為基礎(chǔ)模型，將VGG16的全連接層fc6和fc7轉(zhuǎn)換成3×3的卷積層Conv6和1×1卷積層Conv7，同時(shí)將池化層pool5由2×2變成3×3；Conv6采用擴(kuò)展卷積或帶孔卷積；

卷積層Conv7后依次設(shè)置Conv8_2，Conv9_2，Conv10_2，Conv11_2；提取Conv7，Conv8_2，Conv9_2，Conv10_2，Conv11_2作為檢測(cè)所用的特征圖，加上VGG16中的Conv4_3層，共提取了6個(gè)特征圖，用于鐵路貨車鉤尾銷托梁是否脫落進(jìn)行檢測(cè)；

進(jìn)一步地，Conv7，Conv8_2，Conv9_2，Conv10_2，Conv11_2的卷積核大小分別是(38,38)，(19,19)，(10,10)，(5,5)，(3,3)，(1,1)。

進(jìn)一步地，所述SSD深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)中，生成候選框的大小為13*13，候選框長(zhǎng)寬比例為[0.75，1.0，1.5]。