钢轨接触疲劳裂纹的检测方法及装置.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CN112945976A(43)申请公布日2021.06.11(21)申请号202110159883.0(22)申请日2021.02.05(71)申请人中国铁道科学研究院集团有限公司地址100081北京市海淀区大柳树路2号申请人中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京铁科英迈技术有限公司(72)发明人张博刘秀波强伟乐马帅张志川陈茁(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人薛平王天尧(51)Int.Cl.G01N21/88(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图5页(54)发明名称钢轨接触疲劳裂纹的检测方法及装置(57)摘要本发明公开了一种钢轨接触疲劳裂纹的检测方法及装置，其中该方法包括：从采集的轨道图像中确定出待检测钢轨区域图像；将确定出的待检测钢轨区域图像划分为若干个单元区域，确定每个单元区域的梯度方向直方图；根据钢轨接触疲劳裂纹的预设梯度方向特性，以及每个单元区域的梯度方向直方图，检测每个单元区域是否存在接触疲劳裂纹。本发明可以实现高效准确地检测钢轨接触疲劳裂纹，为轨道的养护维修提供了科学可靠的依据。CN112945976ACN112945976A权利要求书1/2页1.一种钢轨接触疲劳裂纹的检测方法，其特征在于，包括：从采集的轨道图像中确定出待检测钢轨区域图像；将确定出的待检测钢轨区域图像划分为若干个单元区域，确定每个单元区域的梯度方向直方图；根据钢轨接触疲劳裂纹的预设梯度方向特性，以及每个单元区域的梯度方向直方图，检测每个单元区域是否存在接触疲劳裂纹。2.如权利要求1所述的钢轨接触疲劳裂纹的检测方法，其特征在于，从采集的轨道图像中确定出待检测钢轨区域图像，包括：根据钢轨轨顶面的预设灰度值特征和宽度值特征，从采集的轨道图像中确定出待检测钢轨区域图像。3.如权利要求2所述的钢轨接触疲劳裂纹的检测方法，其特征在于，根据钢轨轨顶面的预设灰度值特征和宽度值特征，从采集的轨道图像中确定出待检测钢轨区域图像，包括：自与钢轨纵向平行的轨道图像一侧起，移动步长为图像纵向一列宽度的方式，将轨道图像划分为多个宽度为钢轨轨顶面宽度的纵向区域；确定轨道图像的每个宽度为钢轨轨顶面宽度的纵向区域的像素的灰度均值；根据每个所述纵向区域的像素的灰度均值确定出钢轨区域图像。4.如权利要求1所述的钢轨接触疲劳裂纹的检测方法，其特征在于，确定每个单元区域的梯度方向直方图，包括：确定每个单元区域的每个像素点的梯度值和梯度方向；根据每个像素点的梯度值和梯度方向，确定每个单元区域的梯度方向直方图。5.如权利要求4所述的钢轨接触疲劳裂纹的检测方法，其特征在于，确定每个单元区域的每个像素点的梯度值和梯度方向，包括：将第一索贝尔算子sobel边缘检测算子与每个单元区域的每个像素点进行卷积，得到水平梯度；将第二索贝尔算子sobel边缘检测算子与每个单元区域的每个像素点进行卷积，得到垂直梯度；根据所述水平梯度和垂直梯度，确定每个像素点的梯度值和梯度方向。6.如权利要求4所述的钢轨接触疲劳裂纹的检测方法，其特征在于，根据每个像素点的梯度值和梯度方向，确定每个单元区域的梯度方向直方图，包括：根据每个像素点的梯度方向，将每个像素点归入预先划分的多个梯度方向范围组的一个组中；将每一组中所有像素点对应的梯度值进行累加，得到多个梯度累加值；根据所述多个梯度累加值，以及每一梯度累加值对应的梯度方向的角度范围，确定每个单元区域的梯度方向直方图。7.如权利要求1所述的钢轨接触疲劳裂纹的检测方法，其特征在于，根据钢轨接触疲劳裂纹的预设梯度方向特性，以及每个单元区域的梯度方向直方图，检测每个单元区域是否存在接触疲劳裂纹，包括：对每个单元区域的梯度方向直方图进行归一化处理，得到每个单元区域的归一化梯度方向直方图；确定每个单元区域的归一化梯度方向直方图在第一预设梯度方向范围内的归一化梯2CN112945976A权利要求书2/2页度之和；确定每个单元区域的归一化梯度方向直方图在第二预设梯度方向范围内的归一化梯度之和；将所述在第一预设梯度方向范围内的归一化梯度之和以及在第二预设梯度方向范围内的归一化梯度之和，与预设特性比例进行比较，确定每个单元区域是否存在接触疲劳裂纹。8.一种钢轨接触疲劳裂纹的检测装置，其特征在于，包括：钢轨图像确定单元，用于从采集的轨道图像中确定出待检测钢轨区域图像；直方图确定单元，用于将确定出的待检测钢轨区域图像划分为若干个单元区域，确定每个单元区域的梯度方向直方图；检测单元，用于根据钢轨接触疲劳裂纹的预设梯度方向特性，以及每个单元区域的梯度方向直方图，检测每个单元区域是否存在接触疲劳裂纹。9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程