[发明专利]一种轨道扣件缺损状态自动检测系统及方法

说明书

本发明提供一种轨道扣件缺损状态自动检测系统及方法，包括：第一定位模块；第二定位模块；分割模块；处理模块；检测模块；在本方面提供的系统及方法中，能够实现对扣件不同状态下的自动定位判定，解决了传统人工方法难以保证的漏检以及检测结果的客观准确性，同时为扣件异常状态自动化检测设备的设计提供了新方法和新思路。本发明可以准确有效地识别出轨道线路中存在的异常缺损扣件，显著提高了检测效率，为满足轨道交通线路安全高效地在线检测提供了良好的基础。本系统能实现在线检测，检测速度高，在充足光源下能适应不同时间段的检测需求，系统可靠性强，准确率高。

技术领域

本发明涉及轨道技术领域。更具体地，涉及一种轨道扣件缺损状态自动检测系统及方法。

背景技术

根据2016年交通运输部的统计公报：截止到2016年末，我国共有30个城市开通了轨道交通运营线路，现有运营线路达到124条，运营线路的总长度达到3727.5公里，比去年增加了532.1公里，运营车辆增长了19.3％；轨道交通全年完成客运量161.51亿人，较去年增长15.4％，运营里程为4.33亿列公里，增幅为15.7％，创历史新高。面对快速发展的轨道交通运营里程和增长的客运量对轨道交通的运输安全提出了严格的要求。

扣件是用来将钢轨约束在轨下基础如轨枕上，保持两者长期可靠的相对固定，防止钢轨相对移动，并且在动力约束下充分发挥其弹性的作用，减少钢轨不同程度下的变形积累。扣件的缺损状态会导致钢轨出现松动，会渐渐地引发钢轨表面病害的产生，长期发展下去钢轨往往会发生变形，逐渐地出现错位崩塌等问题，严重时会直接导致机车脱轨事故的发生。

为保障轨道交通的安全运输与运营效率，需要对扣件等轨道线路关键部分进行定期巡检，但传统的线路检测一直依靠人工和静态检测，缺乏扣件缺损状态检测方面的自动化技术或设备。这在很大程度上限制了检测效率，影响了检测结果的客观准确性，无法进一步满足轨道交通运输安全高效的需求。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本发明的一个方面提供一种轨道扣件缺损状态自动检测系统，包括：

第一定位模块，对轨道的轻枕区域和钢轨区域进行定位；

第二定位模块，根据定位的轻枕区域和钢轨区域，对扣件进行定位；

分割模块，对定位的扣件进行裁剪分割获得若干扣件区域，若干扣件区域形成数据集，数据集包括训练集部分和测试集部分；

处理模块，构建扣件特征词袋；

检测模块，根据扣件特征词袋的扣件特征描述，对扣件缺损异常状态进行识别检测。

优选地，所述第一定位模块包括：

第一定位单元，对轨道的轻枕区域进行定位；

第二定位单元，对轨道的钢轨区域进行定位；

所述第二定位模块根据第一定位单元和第二定位单元的定位信息，对扣件进行定位。

优选地，所述分割模块被配置为将数据集中的扣件区域随机划分为训练集部分和测试集部分。

优选地，所述第一定位单元被配置为根据第一公式计算灰度图像基于水平方向投影统计的差值；

其中，水平统计差数组的极大值对应轻枕的第一边界，结合轻枕的宽度获得轻枕的第二边界；

和/或

所述第二定位单元被配置为根据第一公式计算灰度图像基于垂直方向投影统计的差值；

其中，水平统计差数组的极大值对应钢轨的第一边界，结合钢轨的宽度获得钢轨的第二边界；

第一公式为：HP(i)＝SP(i+1)-SP(i)i＝1,2,…h，SP(i)表示图像第i行的水平统计值，HP(i)表示第i行水平统计差。