[发明专利]一种铁路隧道漏缆视觉巡检装置以及产品定位检测方法

说明书

本发明提供了一种铁路隧道漏缆视觉巡检装置，该装置整机安装于轨道工程车上包括摄像系统，用于采集漏缆及其卡具的成像数据，并将所述成像数据发送至处理系统；处理系统，用于接收摄像系统发送的成像数据，对所述图像数据分别通过基于机器学习算法的卡具缺陷智能识别处理方法和漏缆骨架跟踪处理方法进行分析处理，识别并定位出有缺陷的漏缆及其卡具。同时还提供了基于该装置的识别定位方法。本发明基于机器学习的卡具处理识别流程，在小样本与大样本方式下各采用了合适的处理方法，满足不同使用场景需求。具有漏缆骨架跟踪处理功能，对于漏缆形变可快速甄别。具有基于纹理的卡具定位提取匹配，识别准确率更高。

技术领域

本发明涉及铁路通信技术领域，具体的说是一种铁路隧道漏缆视觉巡检装置以及产品定位检测方法。

背景技术

铁路隧道漏缆对车辆正常运行造成严重的影响，现有技术中进行巡检的方法如：

1、河北华恒信通信技术有限公司，隧道线缆故障巡视系统及相应的隧道线缆故障巡检方法，申请号201410451867.9。其系统结构方面，包括了巡检车、控制单元(PC)、信息采集单元(即视觉成像系统)、照明单元、电源单元、定位单元几个部分。所述巡检车包括车头和车尾，所述控制单元、电源单元固设于车头内，车尾上固设有固定支架，所述信息采集单元与照明单元固设于固定支架上，信息采集单元通过线路连接车头内的控制单元。信息采集单元包括线阵相机、激光测距仪及照明系统。其中线阵相机根据激光测距仪的测距信号，通过齿轮啮合机构进行调焦与光圈控制。采用列车的测速传感器进行里程计算，定位缺陷发生的位置。对于控制输出，提到工作人员进行目视观察，也可自动识别，对于自动识别功能，简单描述为线缆径路轮廓与模型的比对。

2、中国铁道科学研究院，一种车载隧道内通信漏缆外观检测系统及方法，申请号201610365363.4。其系统主要包括高速识别摄像头、激光测距仪、图像采集装置及控制器；高速识别摄像头、激光测距仪及图像采集装置设置于列车两侧顶部；控制器连接高速识别摄像头、激光测距仪及图像采集装置，当列车一侧顶部的高速识别摄像头识别到通信漏缆后，于第一预定时间开启该侧的激光测距仪测量其与通信漏缆的距离，根据该侧的激光测距仪测得的距离调整该侧的图像采集装置的焦距，于第二预定时间开启该侧的图像采集装置采集通信漏缆的图像数据。能够根据激光测距仪测得的距离信息实时调整图像采集装置的焦距，提高采集图像的精度。

3、北京化工大学，基于视觉图像的铁路漏缆故障车载检测系统，学位论文，论文编号1001020150064。内容简介：论文首先在研究图像压缩算法的基础上，采用JPEG图像压缩算法对采集到的图像进行压缩，并选择容量大、处理速度快的FPGA实现图像数据压缩，便于图像传输。在分析研究漏缆图像故障特征的基础上，采用Snake特征检测方法实现线缆的定位，采用Haar法提取卡具特征，并和SVM相结合实现漏缆卡具的定位；基于LBP方法提取卡具的纹理特征并结合SVM方法进行故障识别。针对基于视觉图像的漏缆故障车载检测系统中需要解决的问题，在研究图像采集速度、有效视场，光照以及自动采集等关键技术的基础上，根据图像采集与故障处理识别的具体需求以及铁路隧道的特点，设计硬件总体结构及各单元模块；设计开发软件系统及图像采集和压缩存储、图像故障识别等软件模块。最后，将车载漏缆故障检测系统搭载到高速运行的列车上进行实验验证。

发明人在研究的过程中发现，现有技术中存在以下缺陷：

1、申请号201410451867.9：(1)采集系统将线阵相机、激光测距仪、光源等分立安装，调节困难；(2)系统的外形防护、电气通讯方面未考虑列车现场实用的环境因素；(3)线阵采集系统描述了微型电机的调焦与光圈调节功能，是依赖于测距仪的前馈式预设参数调整焦距系统，由于机构磨损、电机丢步等原因会造成误差，并且未采用限位传感器防止机构超行程及过载；(4)采用测速传感器进行里程计算，没有触发机构使图像采集同步，车速变化时会出现图像拉伸、压缩等变形现象；(5)对于自动识别方面，未提出实现方案与方法。