[發明專利]一種鐵路貨車搖枕彈簧折斷故障自動檢測方法

有效

• 申請號: 202011060359.X
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112150453B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 劉丹丹
• 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: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/33;G01N21/88
• 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

1.一種鐵路貨車搖枕彈簧折斷故障自動檢測方法，其特征在于所述方法具體過程為：

步驟一、獲得搖枕彈簧大圖像；

步驟二、對搖枕彈簧大圖像進行部件識別精定位獲取包含頭圈彈簧與鄰近部件的子圖像和搖枕彈簧子圖像；

步驟三、根據步驟二獲取的圖像對搖枕彈簧故障識別；

所述對搖枕彈簧故障識別順序為：對當前的搖枕彈簧，首先在包含頭圈彈簧的子圖像上檢測是否有折斷且竄出型的故障形態，如存在則直接報警；如不存在則檢測是否存在上下錯位的情況，如存在上下錯位型的折斷直接報警，如不存在再檢測是否有裂縫型的故障發生，若存在則直接報警；

所述折斷且竄出型折斷為頭圈彈簧折斷后并導致竄出情況，此類故障通過與模板無故障圖像對比的方法識別；

所述上下錯位型折斷為故障處彈簧折斷后發生上、下錯位，與鄰近層的彈簧彈在了一起的情況，此類故障將采用對步驟二定位的搖枕彈簧子圖像的每列彈簧分割開，然后將不同層的彈簧分開，依據每層彈簧的連通區域大小進行識別；

所述有裂縫型折斷為故障處彈簧上下位置無錯位，只在本層彈簧有裂紋或左右錯位的情況，此類故障采用機器學習方式進行識別；

步驟四、計算識別出的故障位置并顯示在界面上。

2.根據權利要求1所述的一種鐵路貨車搖枕彈簧折斷故障自動檢測方法，其特征在于：所述步驟二中對搖枕彈簧大圖像進行部件識別精定位獲取包含頭圈彈簧與鄰近部件的子圖像和搖枕彈簧子圖像，其具體過程為：

步驟二一、通過Canny檢測得到搖枕彈簧大圖像的輪廓：

步驟二二、在搖枕彈簧大圖像的輪廓圖像上通過霍夫變換檢測直線得到搖枕的上邊緣，定位搖枕彈簧的上邊界；

步驟二三、定位出搖枕彈簧的下邊緣：

對原始搖枕彈簧大圖像進行OTSU二值化，經過形態學運算找到搖枕彈簧下邊界的兩個鏤空區域，定位出搖枕彈簧的下邊緣；

步驟二四、對定位出的搖枕彈簧從上邊界和下邊緣得到包含頭圈彈簧與鄰近部件的子圖像以及精確定位的搖枕彈簧子圖像。

3.根據權利要求2所述的一種鐵路貨車搖枕彈簧折斷故障自動檢測方法，其特征在于步驟三中所述折斷且竄出型故障通過與模板無故障圖像對比的方法識別，具體過程為：

當前頭圈彈簧子圖像與模板圖像通過surf算子檢測特征點，基于特征點進行圖像初匹配，用RANSAC算法剔除錯位的匹配點，依據剩余的匹配點計算圖像變換矩陣；將根據變換矩陣變換后的當前圖像與模板圖像做差得到差值圖像，將差值圖像自適應二值化；

若在二值化后的圖像中找到了面積大于三分之一彈簧面積的連通區域，則存在彈簧折斷后竄出的故障，程序直接報警。