[發(fā)明專利]一種基于圖像識別的隧道防護(hù)門狀態(tài)檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110720232.4
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113327245B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪永元;許克亮;耿明;張浩;殷勤;羅存喜;周奇才;趙炯;王東麟;臧晨晨;邱紹峰;周明翔;劉輝;張俊嶺;彭方進(jìn);李成洋;孟慶宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司;武漢鐵道工程承包有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T5/00;G06K9/62;G06V10/764
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

1.一種基于圖像識別的隧道防護(hù)門狀態(tài)檢測方法，利用隧道防護(hù)門狀態(tài)檢測系統(tǒng)來實現(xiàn)，其特征在于，

該隧道防護(hù)門狀態(tài)檢測系統(tǒng)包括對應(yīng)隧道防護(hù)門設(shè)置的攝像頭和對應(yīng)攝像頭設(shè)置的數(shù)據(jù)傳輸單元和工控機(jī)；

所述攝像頭對應(yīng)隧道防護(hù)門設(shè)置，用于實時拍攝門體狀態(tài)的照片；所述數(shù)據(jù)傳輸單元與所述攝像頭電連接，用于接收該攝像頭采集的圖像數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)剿龉た貦C(jī)；所述工控機(jī)與所述數(shù)據(jù)傳輸單元通信連接，可接收來自數(shù)據(jù)傳輸單元的圖像數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行處理；

利用所述隧道防護(hù)門狀態(tài)檢測系統(tǒng)來進(jìn)行隧道防護(hù)門狀態(tài)檢測的方法，包括如下步驟：

(1)通過攝像頭采集對應(yīng)隧道防護(hù)門的狀態(tài)圖像；

(2)所述攝像頭將采集到的圖像傳輸?shù)綄?yīng)的數(shù)據(jù)傳輸單元，并由其將圖像傳輸?shù)剿龉た貦C(jī)：

(3)由所述工控機(jī)對圖像進(jìn)行處理；圖像處理的過程包括如下過程：

(3.1)對圖像進(jìn)行預(yù)處理；

(3.2)檢測隧道防護(hù)門的邊緣直線；

(3.3)檢測隧道防護(hù)門邊緣直線的位置變化，判斷隧道防護(hù)門的實時狀態(tài)；且對隧道防護(hù)門邊緣直線的位置變化檢測過程如下：

對所述隧道防護(hù)門兩邊緣直線之間的區(qū)域進(jìn)行圖像提取并二值化，對圖像進(jìn)行灰度統(tǒng)計，計算圖像每一行中白色像素點的個數(shù)，然后統(tǒng)計單行白色像素點總數(shù)小于門寬度值對應(yīng)像素點數(shù)的行數(shù)，以此判斷隧道防護(hù)門是否處于開啟狀態(tài)；

(4)根據(jù)步驟(3)中檢測的隧道防護(hù)門狀態(tài)判斷是否需要進(jìn)行報警和維護(hù)作業(yè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識別的隧道防護(hù)門狀態(tài)檢測方法，其中，步驟(3.1)中對圖像的預(yù)處理過程包括圖像濾波過程，其為雙邊濾波，在高斯濾波的基礎(chǔ)上加入像素值權(quán)重和空間距離權(quán)重，并通過如下公式完成濾波窗口內(nèi)每個像素值的權(quán)重和的獲取；

式中，W_q為濾波窗口內(nèi)每個像素值的權(quán)重和；G_y為像素值權(quán)重；G_s為空間距離權(quán)重；q、p分別表示輸出圖像和輸入圖像對應(yīng)點的空間坐標(biāo)，(p-q)也即歐氏距離；I_p、I_q分別為p和q兩點的灰度值，(I_p-I_q)為當(dāng)前點灰度差值；σ_s、σ_γ為人為設(shè)定的預(yù)設(shè)參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像識別的隧道防護(hù)門狀態(tài)檢測方法，其中，步驟(3.1)中對圖像的預(yù)處理過程包括圖像增強過程；所述圖像增強過程以灰度線性變換的方式對圖像進(jìn)行增強對比度處理，灰度線性變換的過程以如下線性函數(shù)進(jìn)行：

B＝f(A)＝aA+c

式中，A為輸入圖像的灰度值，B為輸出圖像的灰度值，a為線性函數(shù)的斜率，c為在Y軸的截距。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的基于圖像識別的隧道防護(hù)門狀態(tài)檢測方法，其中，步驟(3.2)中對于隧道防護(hù)門邊緣直線的檢測方法為基于霍夫變換的直線檢測方法，即將直角坐標(biāo)系中的直線檢測問題轉(zhuǎn)換為局部的峰值點檢測。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于圖像識別的隧道防護(hù)門狀態(tài)檢測方法，其中，所述基于霍夫變換的直線檢測方法為概率霍夫變換檢測方法，其檢測過程包括如下步驟：

(3.2.1)使用預(yù)處理過的圖像計算圖像的邊緣圖；

(3.2.2)隨機(jī)提取邊緣圖中的邊緣點，轉(zhuǎn)換到極徑-極角空間中；

(3.2.3)當(dāng)極徑-極角空間里有局部峰值點大于一定的閾值，則提取該點對應(yīng)的直線L；

(3.2.4)在邊緣圖上尋找直線L上的點，將這些點連成一條線段，記錄線段的端點，并將這些點刪除掉；

(3.2.5)回到步驟3.2.2，直至所有邊緣點都被處理過。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～3、5中任一項所述的基于圖像識別的隧道防護(hù)門狀態(tài)檢測方法，其中，在所述隧道防護(hù)門上還設(shè)置有報警器；所述報警器與所述工控機(jī)電連接，并可在所述工控機(jī)判斷所述隧道防護(hù)門處于開啟狀態(tài)時報警。