[發明專利]鐵路貨車枕梁孔異物檢測方法

有效

• 申請號: 202010437739.4
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111652228B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 燕天嬌
• 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: G06K9/34
• 分類號: G06K9/34;G06K9/62;G06T7/00;G06N3/04;B61K9/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 時起磊

1.鐵路貨車枕梁孔異物檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：獲取枕梁孔位置圖像，記為圖像D；

步驟2：使用訓練好的分割模型網絡對圖像D進行預測；若圖像中無異物則重復步驟2進行下一張圖片的處理；否則，進行腐蝕膨脹操作，將異物預測二值圖記為B，并執行步驟3；

步驟3：針對于圖像D進行枕梁孔部位的定位，得到定位后的二值圖像，即圖像A；定位過程如下：

1)輸入圖像D；

2)將圖像進行自適應直方圖均衡化；

3)對圖像進行二值化處理；

4)計算圖像列平均值歸一化：所有列中，將行坐標相同的像素進行加和之后除以圖像的行寬；

5)獲得最小列平均值歸一化a對應的行位置h，行位置h為從上到下方向上的對應的行坐標，如圖5所示；

6)根據最小列平均值歸一化a和高度判定閾值th進行判斷：當ath時，h值不變；否則h應為圖像的高度；由于圖像中存在一條黑線，此處的理想列平均值歸一化值應為0，高度判定閾值th合理設定即可，

7)根據枕梁孔的水平位置信息和h值確定圖像D中枕梁孔左右兩側及其底部的坐標值；

8)生成二值圖像，記為圖像A；其中覆蓋枕梁孔區域的矩形部位的像素值為1，其余部位像素值為0；

步驟4：將異物預測二值圖B與定位二值圖像A的像素值點乘后相加得到值c；進行判斷，若c不大于異物判定閾值m，則證明枕梁孔區域無異物，則重復步驟2進行下一張圖片的處理；否則證明枕梁孔區域現在異物，進行報警，重復步驟2進行下一張圖片的處理。

2.根據權利要求1所述的鐵路貨車枕梁孔異物檢測方法，其特征在于，步驟2所述的分割模型網絡采用基于編碼器-解碼器的分割模型網絡結構。

3.根據權利要求2所述的鐵路貨車枕梁孔異物檢測方法，其特征在于，基于編碼器-解碼器的分割模型網絡結構如下：

編碼器：

編碼單元1：3*3卷積層→3*3卷積層；輸出分成兩路處理輸入編碼單元2；

編碼單元2：編碼單元1的輸出分成兩路，一路處理為1*1卷積層，另一路處理：3*3卷積層→3*3卷積層→1*1卷積層，然后進行add處理；輸出分成兩路處理輸入編碼單元3；

編碼單元3：編碼單元2的輸出分成兩路，一路處理為1*1卷積層，另一路處理：3*3卷積層→3*3卷積層→1*1卷積層，然后進行add處理；輸出分成兩路處理輸入編碼單元4；

編碼單元4：編碼單元3的輸出分成兩路，一路處理為1*1卷積層，另一路處理：3*3卷積層→3*3卷積層→1*1卷積層，然后進行add處理；輸出作為編碼單元5的輸入，同時作為解碼單元3的一個輸入；

編碼單元5：編碼單元4的輸出分成兩路，一路處理為1*1卷積層，另一路處理：3*3卷積層→3*3卷積層→1*1卷積層，然后進行add處理；輸出作為編碼單元6的輸入，同時作為解碼單元2的一個輸入；

編碼單元6：3*3卷積層→3*3卷積層→1*1卷積層；輸出作為解碼單元1的輸入；

解碼器：

解碼單元1：2*2卷積層→1*1卷積層→3*3卷積層；

解碼單元2：解碼單元1的輸出與編碼單元5的輸出進行concatenate→2*2卷積層→1*1卷積層→3*3卷積層；

解碼單元3：解碼單元2的輸出與編碼單元4的輸出進行concatenate→2*2卷積層→1*1卷積層→3*3卷積層；

解碼單元4：2*2卷積層→1*1卷積層→3*3卷積層；

解碼單元5：2*2卷積層→1*1卷積層→3*3卷積層；

解碼單元6：1*1卷積層→1*1卷積層。

4.根據權利要求3所述的鐵路貨車枕梁孔異物檢測方法，其特征在于，基于編碼器-解碼器的分割模型網絡結構中的每一個卷積層都加入了卷積函數、批標準化函數和Relu激活函數。