一种扣件弹条移位检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110634122A(43)申请公布日2019.12.31(21)申请号201810582856.2(22)申请日2018.06.05(71)申请人成都精工华耀科技有限公司地址610021四川省成都市龙泉驿区驿都大道中路337号恒鼎世纪1栋1单元901室(72)发明人左丽玛(51)Int.Cl.G06T7/00(2017.01)G06T15/00(2011.01)G06T7/62(2017.01)G06T7/12(2017.01)G01B11/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图5页(54)发明名称一种扣件弹条移位检测方法(57)摘要本发明公开一种扣件弹条移位检测方法，属于铁路基础设施检测领域。本发明的主要步骤为：通过三维成像系统获取轨道两侧的三维形貌数据，并将其转换为二维深度图像，提取弹条移位显著区域图像，精确提取弹条移位区域轮廓，计算弹条移位距离，根据弹条移位距离和设定阈值，判断是否存在弹条移位危险。本发明所提出的检测方法可自动有效检测扣件弹条移位，及时消除列车运行安全隐患。CN110634122ACN110634122A权利要求书1/1页1.一种扣件弹条移位检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：采用三维成像系统获取轨道两侧三维形貌数据，并将其转换为二维深度图像；步骤2：确定扣件在二维深度图像中的位置，提取扣件所在区域的局部二维深度图像；步骤3：在扣件局部二维深度图像中设定横坐标值xmin、xmax和纵坐标值ymin、ymax，提取弹条移位显著区域图像；步骤4：设定阈值T1，对弹条移位显著区域图像进行二值化处理，精确提取弹条移位区域轮廓；步骤5：基于弹条移位区域轮廓的最小纵坐标值ymin和最大纵坐标值ymax，计算弹条移位距离Δs＝ymax-ymin。步骤6：设定阈值T2，根据弹条移位距离Δs和阈值T2，判断是否存在弹条移位危险。2.根据权利要求1所述的扣件弹条移位检测方法，其特征在于：所述步骤1中的三维成像系统为线结构光三维扫描成像系统，获取轨道扣件三维形貌数据时，需对采集的三维形貌数据进行扫描方向校准，以保证转化后的二维深度图像中像素横坐标与纵坐标单位像素所代表的物理尺寸相等。3.根据权利要求1所述的扣件弹条移位检测方法，其特征在于：步骤2中所述的确定扣件在二维深度图像中位置可采用手动选取，也可以采用SVM或深度学习或神经网络分类等自动检测方法。4.根据权利要求1所述的扣件弹条移位检测方法，其特征在于：步骤4中所述阈值其中，v(i)表示弹条移位显著区域图像中第i个像素点的灰度值，n表示弹条移位显著区域图像中像素点总数量，m表示弹条移位显著区域图像中灰度值非零的像素点数量；所述二值化处理方法如下：其中，v(i)和v'(i)分别表示二值化处理前和处理后的弹条移位显著区域图像中第i个像素点灰度值。5.根据权利要求1所述的扣件弹条移位检测方法，其特征在于：步骤5中所述移位距离在Y方向采用相对值，首先对Y方向当前测量值进行归一化，再进行移位距离计算。6.根据权利要求1或5所述的扣件弹条移位检测方法，其特征在于：计算步骤5中所述移位距离时，可将弹条套筒的长度作为参考值，对Y方向当前测量值进行归一化，再进行移位距离计算。7.根据权利要求1所述的扣件弹条移位检测方法，其特征在于：所述三维成像系统还包括：单目散斑三维成像系统、双目散斑三维成像、结构光投影三维成像系统、TOF三维成像系统和光场三维成像系统。2CN110634122A说明书1/3页一种扣件弹条移位检测方法技术领域[0001]本发明涉及铁路基础设施检测领域，具体指一种扣件弹条移位检测方法。背景技术[0002]扣件是连接钢轨和轨枕的重要部件，其作用是将钢轨固定在轨枕上，保持轨距以及阻止钢轨发生相对于轨枕的纵横向移动，因此，扣件在保证轨道稳定性、可靠性方面起着十分重要的作用。弹条是确保扣件固定牢靠的关键，一旦弹条发生移位，便会带来严重的安全隐患。因此，及时检测扣件弹条移位距离在铁路基础设施检测领域非常重要。[0003]在铁路基础设施检测上，我国长期以人工和静态检测为主，养护费用高，强度高，安全性差，随着高速铁路迅猛发展，对铁路检测的自动化、实时性提出了更高的要求。目前国内外已出现了一些扣件检测技术，主要有：基于线阵激光的连续扫描装置，如德国Sick公司；基于面阵图像传感器的计算机视觉检测装置，如美国ENSCO公司的VIS系统、德国AtlasElectronic公司开发的光电式轨道检测系统以及北京福斯达公司高速车载式轨道图像识别系统等。然而，现有的这些扣件检测系统都无法实现扣件弹条移位的检测，因此，亟需一种有效可靠的扣件弹条移位检测方法，以及时消除扣件弹条移位存在的安全隐患。发明内容[