[发明专利]一种货车下心盘螺栓丢失故障识别装置及其识别方法

说明书

技术领域

本发明属于铁路货车运行故障检测技术领域，具体涉及一种货车下心盘螺栓丢失故障识别装置及其识别方法。

背景技术

铁路货车故障轨边图像检测系统是一套集高速数字图像采集，大容量图像实时处理技术，精确定位技术，网络化技术以及自动控制技术于一体的系统，简称TFDS。本发明属于TFDS铁路货车运行故障轨边图像检测领域，涉及一种货车运行故障图像自动识别装置，具体是货车下心盘螺栓丢失故障图像的自动识别装置。

目前TFDS系统主要以人工看图的方式对采集的图像进行故障识别，人力成本高，劳动强度大。故障识别的效果受到检车员的生理状态和检车经验等主观因素的制约。

图像自动识别理论已经在人脸识别、指纹识别、生产线安检等多个领域得到了广泛的应用，但是在货车故障图像自动识别领域内的研究还相对有限，还未出现此类应用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种货车下心盘螺栓丢失故障识别装置及其识别方法，不影响列检人员在现有的TFDS系统上的正常工作，以友好的方式保存自动识别结果，给列检人员提供便捷的复检方式；能够对车辆类型进行细致分类，适应能力强，也很容易增加新的车辆类型。

本发明提出的一种货车下心盘螺栓丢失故障识别装置包括图像采集器、图像处理器和输出单元；所述的图像采集器负责采集货车下心盘螺栓所在部位的下心盘螺栓图像，并将该图像传输至图像处理器；图像处理器负责对下心盘螺栓图像进行处理和识别，最终判断出下心盘螺栓图像中是否存在下心盘螺栓丢失的故障，并标记故障的位置，然后向输出单元输出识别完毕的图像，输出单元负责把识别完毕的图像输出显示。

一种货车下心盘螺栓丢失故障装置的识别方法，其特征在于：具体包括以下几个步骤：

(1)列车通过时，接收从图像采集器发出的运行中铁路货车车体的车辆信息，车辆信息包括车型、车辆数和图像数据。

(2)选取读入待识别图像：图像处理器根据车辆信息和图片命名规则，从货车车体图像库中提取出此辆列车含有下心盘螺栓部件的图像作为待识别图像，所述的图像的命名规则为：x_y_z；x为车辆在车次列车中的编号，从1开始编排；y为该车辆的部位，y＝1表示车辆的转向架部位，y＝2表示车辆的制动梁部位，y＝3表示车辆中间部部位，y＝4表示车钩勾缓部；z为列车该部位图像的编号，从1开始编排，车辆型号不同。

(3)等比例缩小：

图像处理器将接收的下心盘螺栓图像进行尺寸等比例缩小，采用图像降采样处理方法对接收到的图像的尺寸进行等比例缩小，具体为在原图像中每n个像素中，取第n个像素值作为缩小后图像中对应的像素值，对应等比例缩放的缩放比例为1/n，其中1/n一般选取1/8～1/2。

(4)根据下心盘螺栓图像的文件名后缀初定位：

根据下心盘螺栓图像文件名后缀中z的对应数字初步从待识别图像中框选下心盘螺栓部件在该图像中的范围，得到初定位的图像，具体得到初定位图像的方法为：取待识别图像左上方的顶点为坐标原点，以穿过该点水平向右的方向为x轴正方向，以穿过该点竖直向下的方向y轴正方向；当z＝1或7时，下心盘螺栓部件在待识别图像右侧，则初定位图像的范围为大于等于点A₁、点B₁、点C₁和点D₁构成的四边形区域；其中点A₁的坐标为(106，453)，点B₁的坐标为右上的坐标为，点C₁的坐标为右下位置，点D₁的坐标为(396，453)，当z＝4或10时，下心盘螺栓部件在待识别图像左侧，则初定位图像的范围为大于等于点A₂、点B₂、点C₂和点D₂构成的四边形区域；其中点A₂的坐标为(106，225)，点B₂的坐标为右上的坐标为(106，345)，点C₂(右下点)的坐标为右下位置(396，345)，点D₂的坐标为(396，225)。

(5)将等比例缩小后的图像进行初步预处理：

图像处理器初定位的图像转换为灰度图像，然后对灰度图像进行亮度调整；所述的亮度调整为搜索初定位图像区域中像素值的取值区间，区间两端为区域的最小像素值和最大像素值，计算区域中每一个位置像素值与最小像素值的差值，并将该差值平均分布于像素值的取值区间内。

(6)定位候选区域：