[發(fā)明專利]一種基于超聲波信號的鋼軌缺陷智能檢測方法及系統(tǒng)

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• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113720910A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃友文;杜衛(wèi)紅;謝立歐;陳炯
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市比一比網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/44;B61K9/08
• 代理公司: 深圳市錕劍恒富知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44769
• 代理人: 溫玉珍

本發(fā)明提供一種基于超聲波信號的鋼軌缺陷智能檢測方法及系統(tǒng)，包括：步驟S1，基于既有線路的超聲波信號解析出各個位置中各個通道超聲波信號的信息；步驟S2，去除超聲波信號數(shù)據(jù)中的噪聲，提取出有效的超聲波信號；步驟S3，對有效的超聲波信號進(jìn)行框選處理，得到單個超聲波回波群數(shù)據(jù)集，并構(gòu)建出所有超聲波回波群的集合，以所有超聲波回波群的集合為基礎(chǔ)計(jì)算其信號密度比，通過過濾獲取有效的單個超聲波回波群數(shù)據(jù)集；步驟S4，對有效的單個超聲波回波群數(shù)據(jù)集進(jìn)行傷損缺陷分類；步驟S5，進(jìn)行專家系統(tǒng)處理，得到傷損缺陷列表。本發(fā)明能夠大幅度提高鋼軌缺陷的智能化檢測過程，有效提升了其工作效率和準(zhǔn)確程度，并且還能夠降低人力成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼軌缺陷檢測方法，尤其涉及一種基于超聲波信號的鋼軌缺陷智能檢測方法，并涉及采用了該基于超聲波信號的鋼軌缺陷智能檢測方法的鋼軌缺陷智能檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在鋼軌大型探傷車硬件已經(jīng)逐漸成熟的基礎(chǔ)上，基于信號處理和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)相關(guān)的鋼軌傷損缺陷定位技術(shù)相對滯后，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集回來后，人工干預(yù)率高，勞動強(qiáng)度大，易遺漏鋼軌傷損缺陷相關(guān)問題。并且隨著鋼軌傷損缺陷檢測周期長，導(dǎo)致傷損不斷發(fā)生，可能造成影響列車安全行駛的嚴(yán)重事故。因此，高效、快捷并且準(zhǔn)確地進(jìn)行鋼軌傷損缺陷檢測就具備十分重要的意義。

目前，鋼軌傷損缺陷的普遍確認(rèn)過程如下，大型鋼軌探傷車在作業(yè)周期內(nèi)在主要軌道線路上行駛，在探傷數(shù)據(jù)采集任務(wù)結(jié)束后，由回放員對于采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行人工全線回放。一方面，由于回放員對于鋼軌傷損缺陷的認(rèn)知等方面不同，存在明顯的經(jīng)驗(yàn)差別；同時由于操作疲勞等因素，也會造成明顯鋼軌傷損缺陷漏檢。另一方面，回放員對于采集數(shù)據(jù)全線回放，周期過長，明顯影響鋼軌傷損缺陷檢出的時效性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是需要提供一種去噪效果明顯，傷損缺陷檢出率高，快捷且準(zhǔn)確的基于超聲波信號的鋼軌缺陷智能檢測方法，在此基礎(chǔ)上，還進(jìn)一步提供采用了該基于超聲波信號的鋼軌缺陷智能檢測方法的鋼軌缺陷智能檢測系統(tǒng)。

對此，本發(fā)明提供一種基于超聲波信號的鋼軌缺陷智能檢測方法，包括以下步驟：

步驟S1，基于既有線路的超聲波信號數(shù)據(jù)解析出各個位置中各個通道超聲波信號的信息，所述超聲波信號的信息包括鋼軌軌頭位置信號、鋼軌軌腰位置信號以及鋼軌軌底位置信號；

步驟S2，去除超聲波信號數(shù)據(jù)中的噪聲，提取出有效的超聲波信號；

步驟S3，對有效的超聲波信號進(jìn)行框選處理，得到單個超聲波回波群數(shù)據(jù)集，并構(gòu)建出所有超聲波回波群的集合，以所有超聲波回波群的集合為基礎(chǔ)計(jì)算其信號密度比，通過過濾獲取有效的單個超聲波回波群數(shù)據(jù)集；

步驟S4，對有效的單個超聲波回波群數(shù)據(jù)集進(jìn)行傷損缺陷分類；

步驟S5，對傷損缺陷分類后的結(jié)果進(jìn)行專家系統(tǒng)處理，得到傷損缺陷列表。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述步驟S2包括以下子步驟：

步驟S201，將超聲波信號x(t)經(jīng)過指數(shù)平滑函數(shù)p_i來判斷各個位置中各個通道C_j的超聲波信號的噪聲分布，C_j指的是原始超聲波回波信號中第j組通道的信號回波點(diǎn)；

步驟S202，對各個位置中各個通道C_j的超聲波信號計(jì)算其周期性特征；

步驟S203，對于每一個周期性特征的超聲波信號進(jìn)行預(yù)設(shè)周期性閾值的過濾，得到各個位置中各個通道C_j有效的超聲波信號；

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述步驟S3包括以下子步驟：

步驟S301，根據(jù)去噪處理后得到各個位置中各個通道C_j有效的超聲波信號構(gòu)建n個樣本的無標(biāo)注數(shù)據(jù)集X，n為無標(biāo)注數(shù)據(jù)集X的樣本個數(shù)；