[发明专利]基于图像处理的钢轨光带自动检测方法、设备及系统

说明书

本发明提供了一种基于图像处理的钢轨光带自动检测方法、系统、计算机设备以及计算机可读存储介质，涉及轨道交通技术领域。所述系统包括轨道图像获取模块，用于获取轨道图像；占优频率确定模块，用于确定所述轨道图像的纵向每一列的占优频率；光带图像标记模块，用于对所述轨道图像以及占优频率进行分析，在所述轨道图像中标记出钢轨光带图像。本发明实现了对钢轨光带自动、高效、准确的检测，为评估轨道的平稳性和轨道的维修维护提供了可靠的依据。

技术领域

本发明关于轨道交通技术领域，特别是关于钢轨光带的检测技术，具体的讲是一种基于图像处理的钢轨光带自动检测方法、基于图像处理的钢轨光带自动检测系统、计算机设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

列车行驶在轨道上，车轮轮缘在钢轨轨面上的碾压以及轮缘与钢轨的相互摩擦作用会在钢轨轨顶面形成沿着列车运行方向延伸的亮痕，称之为钢轨光带。正常的轮轨作用会在钢轨轨顶面产生宽度均匀的光带，而当轮轨间作用力或作用位置发生异常时，会导致光带的宽度和位置发生改变。通过检测光带的状态可以反映车轮通过轨道时的平稳性，而轨道的平稳性对列车运行的安全性和舒适性有着直接影响。

传统的光带检测依靠人工巡检的方式，利用刻度尺在钢轨上进行光带的测量。该方法人工成本高、检测速度慢，并且检测的准确性难以保障，容易发生漏检，这使得现有的检测难以为轨道平稳性的评估提供可靠的参考。而机器视觉检测方面，相关类似专利提出了利用机器视觉的方法在轨道图像中标记钢轨的光带图像。例如，专利号为ZL201510850047.1的中国专利，申请了“一种基于钢轨的光带图像的钢轨检测方法及设备”，该方法将轨道图像划分为预设数量的钢轨宽度的纵向区域，根据每个纵向区域的灰度以及为每个纵向区域预设的权重标记出钢轨图像，然后比较所述钢轨图像中像素的灰度以及预设的低灰度阈值标记出光带图像。但是，该方法为了准确提取钢轨轨顶面图像，需要预知所述轨道图像中钢轨所在的纵向区域的位置并为该纵向区域的灰度设置较大的权重，即当拍摄的轨道图像中钢轨所在的纵向区域位于图像中间位置，则需要为图像中间位置的纵向区域的灰度设置较大的权重。由于采集图像的装置安装的位置变化造成拍摄的轨道图像中钢轨所在的纵向区域的位置发生偏移，则需要手工重新设置所述轨道图像中每个纵向区域的灰度的权重。此外，该方法为了识别光带图像需要设定低灰度阈值，再利用阈值比较的方法确定所述钢轨图像中的光带图像，在具体的应用场景中，在受到光照等客观环境的影响导致获取的钢轨图像的光带区域和非光带区域对比度降低的情况下，光带图像识别的准确性很难保证。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于图像处理的钢轨光带自动检测方法、基于图像处理的钢轨光带自动检测系统、计算机设备以及计算机可读存储介质，利用轨道图像纵向区域的频域特性，确定所述轨道图像中钢轨所在的纵向区域，再结合灰度特征标记出钢轨轨顶面图像，随后在标记出的钢轨轨顶面图像上利用图像灰度变换和边缘检测的方法识别出钢轨光带图像，实现了对钢轨光带自动、高效、准确的检测，为评估轨道的平稳性和轨道的维修维护提供了可靠的依据。

本发明的目的之一是，提供一种基于图像处理的钢轨光带自动检测系统，包括：

轨道图像获取模块，用于获取轨道图像；

占优频率确定模块，用于确定所述轨道图像的纵向每一列的占优频率；

光带图像标记模块，用于对所述轨道图像以及占优频率进行分析，在所述轨道图像中标记出钢轨光带图像。

本发明的目的之一是，提供一种基于图像处理的钢轨光带自动检测的方法，包括：

获取轨道图像；

确定所述轨道图像的纵向每一列的占优频率；

对所述轨道图像以及占优频率进行分析，在所述轨道图像中标记出钢轨光带图像。