[发明专利]钢轨伤损超声定位识别方法及计算机可读取存储介质

权利要求书

1.一种钢轨伤损超声定位识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S11)将钢轨超声波检测信号转换为超声波时间序列数据及视觉可见的B显图像数据；

S12)对步骤S11)生成的超声波时间序列数据及B显图像数据进行预处理；

S13)采用图像分割网络对经过步骤S12)处理后的B显图像数据进行语义分割，并生成分割子区域，以实现伤损定位；

S14)根据步骤S13)生成的分割子区域采用分类网络对区域内的目标进行伤损类别识别；

S15)采用专家规则对步骤S14)的分类结果进行特征提取和后处理，精细化步骤S14)得到的伤损识别结果。

2.根据权利要求1所述的钢轨伤损超声定位识别方法，其特征在于，所述步骤S11)进一步包括以下过程：

采用若干个单位脉冲长度内的超声波检测信号作为一帧图像包含的数据，以此将原始超声波检测信号数据转换成若干的图像数据，并以数据流的形式不断输入至步骤S12)进行数据预处理。

3.根据权利要求1或2所述的钢轨伤损超声定位识别方法，其特征在于：所述步骤S12)中的数据预处理过程是对超声波时间序列数据及B显图像数据进行包括增强、补充或去噪在内的处理，通过数据预处理在平衡数据分布的基础上，使得数据类内距离变小，类间距离变大。

4.根据权利要求3所述的钢轨伤损超声定位识别方法，其特征在于，所述步骤S12)中的预处理过程包括以下步骤：

在超声波时间序列数据的基础上直接将底波消失的数据删除。

5.根据权利要求3所述的钢轨伤损超声定位识别方法，其特征在于，所述步骤S12)中的预处理过程包括以下步骤：

根据已有超声波检测信号确定的伤损类别，从原始超声波时间序列数据中按照坐标区域将伤损的回波点数据截取下来，根据伤损的范围，按照代表深度的纵坐标不变，代表距离的横坐标随机的方式整体绘制到新的预设背景图中，模拟不同背景下的伤损数据，从而进行数据扩增；或者根据伤损的延展规律，通过数据切分的方式进行部分数据的提取、重构，形成新的伤损，并以B显图像的形式呈现，从而实现数据的扩增。

6.根据权利要求3所述的钢轨伤损超声定位识别方法，其特征在于，所述步骤S12)中的预处理过程包括以下步骤：

分别采用3*3、5*5及7*7尺寸大小的掩模并根据掩模步长滑窗式地遮掩B显图像数据的内容，并确保所选用的尺寸遮盖部分不对伤损的判断造成影响。

7.根据权利要求3所述的钢轨伤损超声定位识别方法，其特征在于，所述步骤S12)中的预处理过程包括以下步骤：

对超声波时间序列数据进行希尔伯特变换求取解析信号，保留信号单边频谱用于绘制信号的包络线，减少时间序列的噪声干扰；希尔伯特变换表示为x_a＝F^-1(F(x)2U)，其中x_a表示希尔伯特解析信号，F(·)和F^-1(·)分别表示傅里叶变换和傅里叶逆变换，U表示单位阶跃信号，x表示原始信号；在解析信号的包络线确定后，在每个时刻点上利用上包络线的值与下包络线的值计算每个时刻点包络线的均值。

8.根据权利要求1、2、4、5、6或7所述的钢轨伤损超声定位识别方法，其特征在于：所述步骤S13)中的图像分割网络采用UNet网络。