[发明专利]一种高速铁轨光电检测图像的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于铁路领域，具体涉及一种高速铁轨光电检测图像的处理方法。

背景技术

高速铁路线路的维修保养对于保证其安全运营具有极其重要的作用。世界各国的铁道和城市轨道交通部门对线路维修工作非常重视，制定了详细的计划和严格的规章制度。高速铁路养护维修的原则是重检慎修，扣件弹条伤损、承轨台裂纹以及钢轨踏面光带异常对铁路安全可靠运营带来极大风险，需要及时发现并进行处理。

长期以来，线路检查主要采用目视检查方法来断定轨道是否存在缺陷，需要人员多、时间长、劳动强度大、效率低，其检查效果与巡查人员的经验和责任心直接相关。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高速铁轨光电检测的处理方法，解决现有的检测方法容易漏检或错检的问题。

本发明的技术方案为：一种高速铁轨光电检测图像的处理方法，它主要包括对弹条断裂和裂纹的处理，其包括以下步骤：

a．提取弹条图像并进行高斯滤波处理；

b．采用归一化的平方差模版匹配方法，对采集区域进行调整，进行精确定位；

c．弹条断裂检测：对精确定位后的弹条图像进行基于统计的灰度作差法和相关直线法分析，若存在两个有效峰值，峰值间的距离约为两侧弹条中心线间距离，则认为弹条完好，反之认为存在缺陷；

d．弹条裂纹检测：对精确定位后的弹条图像先进行高斯滤波，然后进行自适应阈值分割，再图像形态学处理，最后利用连通域检测算法，将裂纹的连通域进行标定，从而将裂纹检测出来。

进一步地，还包括对承轨台裂纹的处理，其包括以下步骤：

a．提取承轨台图像并进行高斯滤波处理；

b．采用归一化的平方差模版匹配方法，对采集区域进行调整，进行精确定位；

c．对精确定位后的承轨台图像依次进行高斯滤波、自适应阈值分割、轨道面缺陷检测。

进一步地，还包括对轨道面异常磨损的处理，其包括以下步骤：

a．提取轨道面图像并进行高斯滤波处理；

b．采用归一化的平方差模版匹配方法，对采集区域进行调整，进行精确定位；

c．对精确定位后的轨道面图像依次进行高斯滤波、自适应阈值分割、轨道面缺陷检测。

本发明采用光电设备先采集待检部的图像，然后与标准图像进行对比，调整采集图像的位置，使之与标准图完全重合，然后再通过一系列处理后与标准图像进行对比判断。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明的处理方法能对轨道的关键区域即弹条、承轨台和轨道面的图像进行分析，确定其是否存在缺陷。

2、本发明的处理方法检测精度高，有效防止各种漏检和错检，提高安全性。

3、本发明的方法更加先进智能化，解决了现有的检查方法需要人员多、时间长、劳动强度大、效率低，其检查效果与巡查人员的经验和责任心直接相关的问题。

附图说明

图1为弹条裂纹和断裂检测算法总体流程图；

图2为弹条裂纹检测算法流程图；

图3承轨台裂纹检测算法总体流程图；

图4承轨台裂纹检测示意图；

图5轨道面缺陷检测总流程图；

图6轨道面缺陷检测流程图。

具体实施方式

提供以下参照附图的描述以助于全面理解由权利要求及其等同物限定的本发明的示例性实施例。以下描述包括各种特定细节以助于理解，但这些仅被认为是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下可对在此描述的实施例做出各种改变和修改。另外，为了清楚和简洁，省略了已知功能和结构的描述。

通过移动载体及设置在移动载体上的摄像机实时获取待检部位的图像传入计算机中，比对输入图像与标准图像的位置区别，并调整摄像机获取与标准图像位置重合的区域。标准图像由事先存储在电脑中的没有缺陷的各待检部的图像构成，由于需要进行图像对比，所以，摄像机获取的待检部的图像位置必须与标准图像的采集位置相同才能进行对比。

弹条裂纹和断裂检测算法主要包括四个部分：图像预处理、弹条定位与检测区域提取，弹条断裂检测，弹条裂纹检测。其流程如图1所示。

1.1.1、图像预处理

在弹条图像的背景图像中存在噪声，噪声与要研究的具体对象不相关，它以无用的信息形式出现，扰乱图像的可观测信息。在机器视觉和数字图像处理中，噪声的消除一直是关注的重点。噪声有时会对一些算法带来严重影响。