[发明专利]一种轨道列车车顶处异物检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种轨道列车车顶处异物检测装置，其特征在于：包括CCD图像采集模块、图像处理模块、图像检测模块、数据库模块和信息保存与显示模块，CCD图像采集模块包括速度传感器、位置传感器、CCD图像采集装置、图像采集系统和系统通断电装置，CCD图像采集装置安装在列车车顶，与图像采集系统相连接；速度传感器和位置传感器安装在轨道上，速度传感器、位置传感器与系统通断电装置相连接，用于感知列车的位置及速度；图像处理模块对采集到的图像进行处理，图像检测模块将处理后的图像与数据库模块中预存的图像进行对比，并通过信息保存于显示模块显示结果。

2.一种轨道列车车顶处异物检测方法，其特征在于它包括如下步骤：

一、图像信息样本的采集，存储至数据库：

把需要检测的线路上的所有状态正常并通过的列车，对车顶区域进行信息采集，用作对比模板进行存储至数据库；收集图像样本时，需要列车以不同的速度通过，收集到更为精准和多种速度的图像信息至数据库；当出入库的列车通过检测区域时，检测到的列车车顶图像信息，将与数据库中的列车车顶图像信息进行数字化比对，就可以找到存在车顶异物的列车，并进行报警；

二、图像信息的采集方式:

在轨道列车行进到检测区域时，火车触发位置传感器和速度传感器，此时异物检测系统开始通电工作；异物检测系统，会根据位置传感器对火车检测的位置进行识别，同时速度传感器记录火车此时的速度；系统将对此时采集的图像位置和传回的速度同时记录；在火车行驶出检测区域时，用位置传感器来感知其位置，同时测量系统断电而停止工作，同时将采集到的图像信息传输至图像采集系统；

三、图像的提取与检测：

把上述步骤中采集到的图像信息，与数据库中收集的标准样本进行对比，使用图像处理技术来判定是否有异物存在；把关键区域的车顶图像信息，进行单独的提取与检测，精准的判断是否有异物存在；

四、信息保存与显示：

信息保存与显示模块将接收图像对比模块中是否存在异物的信息，如果存在异物，则将存在异物的图像信息传递到数据库模块，将数据保存到数据库中的历史纪录数据表中，同时，将发现的异物图像等信息在系统前台显示，并提示“发现异物，请尽快清理”的报警提示，如果没有发现异物，则提示“无异物” ；

该列车的车顶异物检测全部完成，将检测完成的信息传递给图像采集模块保存至数据库。

3.根据权利要求2所述的轨道列车车顶处异物检测方法，其特征在于：所述的图像信息采集，是将CCD图像采集装置的CCD线阵列芯片放在照相机的面阵列芯片的位置，工作时得到的是一条线的图像信息，CCD线阵列芯片，最高可以达到7000个像素/吋，高于4KCCD面阵列芯片的最高像素；列车在进入检测区域时会要求以低速并匀速通过；假设列车在以10公里/小时的速度在行进，每秒移动的距离约是2.78米；如果CCD线阵列芯片以2KHz做扫描，每一条CCD线阵列产生的信息线的间隔即约为1.4毫米；再将每一条信息线进行拼姐，就能构成一张线信息构成的视频图像；假设测量场景的宽度为3.5米，则可以获得0.5毫米x1.4毫米分辨率的精度较高的图像；如果相机的安装位置与测量面有一定的夹角，则要进行两维平面坐标变换；同样，对所测的像素点，因为有距离远近的关系，也要作像素宽度均衡处理。