[发明专利]铁路轨道资产勘测系统

说明书

本发明涉及铁路轨道资产的自动检测并对其进行测量以用于它们的状态评估并估计对轨道、列车和人员的风险。系统使用面向向前、向上、向下或侧面的二维和三维成像传感器用于自动化资产检测、资产状况估计、植被管理、间隙测量、架空线和隧道的检查等。原始数据呈现给处理器，该处理器通过使用传感器数据的组合来执行对轨道资产的实时识别和评估。资产状况和轨道风险评估数据可以呈现给车载操作员或使用无线传输发送到远程位置。

发明背景

本发明涉及铁路轨道资产的勘测，例如铁路附近的物体或设备。

铁路轨道附近的资产对于轨道上列车的信号发送和运行非常重要。这些包括与信号发送、轨道旁监测、驾驶员协助和指导相关的资产，以及轨道部件相关。

通常，在管理铁路轨道资产时，维护众所周知的资产列表，包括所述资产的位置。这些通常包括重要资产的信息例如信号，但可能不包括较小或较不重要资产的信息。资产列表通常以高成本的手动维护。这非常耗时，并且列表很快就会过时。

以前，轨道勘测由一队检查员完成，他们会沿着轨道行走或在低速机动平台上行驶，使得记录轨道部件及其状况和位置。这个数据采集过程非常缓慢，因为为了使轨道检查员能够记录数据，行进速度需要足够缓慢。对高速客运和货运车辆正常使用轨道的任何干扰都是有害的。如果检查员乘坐常规客运火车，则有必要对轨道的同一段多次通行，以准确识别可能引起关注的所有铁路轨道资产。

最近，数码相机已用于检查车辆上，以记录轨道及其周围的视频，并记录位置数据。通常情况下，图像数据传输到异地计算机，在这里，操作员在桌面软件的帮助下查看收集的数据，并手动从图像中选择感兴趣的资产。这通常是一个缓慢而昂贵的过程；可能需要几周或几个月的时间才能完成对中等规模的轨道段的勘测，在这段时间内，资产状况可能发生重大变化。

最近尝试使用视频图像帧处理技术来针对少量资产类型的预定模板来识别资产。虽然这样的技术可能潜在地识别和分类不同类型的资产，但由于所识别的资产构成的操作风险不是仅由资产类型推断，因此这并不会得到完整的勘测系统本身。人工检查/评估依靠检查员去获取关于不同类型资产的基础知识的显著水平和由此可能对铁路轨道和/或轨道车辆构成风险。因此，尽管捕获用于勘测的图像数据的过程已简化并且使检查员能够接近，但风险评估本身仍然基本上是手动的过程，并且完成测量所花费的时间总体上以检查的轨道的长度的函数而线性地增加。

用于铁路应用的资产检查系统的一个特殊复杂性是视频图像处理是计算密集型的。要求将数据集中并传送到中央处理单元进行处理，再加上对记录数据的详细处理，会导致检查本身与扣除根据检查需要采取的任何行动之间的重大延误。此外，处理大量生成的图像/视频数据可能会有问题。

本发明的目的是提供一种轨道资产勘测系统，其克服或基本上减轻了与传统轨道资产勘测相关的上述缺点中的一个或多个。可以认为本发明的另一个或替代目的是提供一种系统，其可以提供更接近实时的有用的检查结果。

发明概述

根据本发明的一个方面，提供了一种铁路轨道资产勘测系统，包括安装在铁路车辆上的图像捕获传感器，用于传感器所捕获的图像的位置确定系统和图像处理器，图像处理器包括资产分类器，用于自动检测一个或多个捕获图像中的资产并通过根据所捕获图像中的一个或多个特征从资产类型的预定列表中将资产类型分配给检测到的资产来对检测到的资产进行分类，以及用于自动识别资产状态特征并且将所识别的状态特征与预定的资产特征进行比较以便评估其偏差的资产状态分析器。

作为本发明的一部分的用于轨道检查的图像传感器可以使用一系列相机来生成图像、具有能够提供场景的二维或三维视图的激光器的数值测量数据。

图像捕获传感器可以包括形状和/或表面属性传感器。图像捕获传感器可以包括亮度和/或颜色/纹理传感器，例如用于检测资产的一个或多个表面属性。图像捕获传感器可以包括光传感器，例如，用于捕捉视觉图像，例如照相机。附加地或可选地，图像捕获传感器可以包括激光或热图像捕获传感器中的任一个或两个。