一種鐵路防護欄網自動檢測系統及破損識別方法
2023-04-23 22:44:31 2
一種鐵路防護欄網自動檢測系統及破損識別方法
【專利摘要】本發明涉及一種鐵路防護欄網自動檢測系統及破損識別方法，包括高速數字攝像機、高速圖像採集卡、車載防護欄網檢測計算機、衛星定位模塊、照度智能補光裝置、無線數據收發模塊、遠程後臺管理伺服器以及智慧型手機，由搭載在列車車廂上的高速攝像機拍攝鐵路兩側防護欄網圖像並經計算機處理，識別鐵路兩側防護欄網是否破損。其識別率高、檢測範圍寬、穩定性好、處置速度快，工作效率比人工巡視提高5倍以上。
【專利說明】—種鐵路防護欄網自動檢測系統及破損識別方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鐵路防護欄網自動檢測系統及破損識別方法，由搭載在列車車廂上的高速攝像機拍攝鐵路兩側防護欄網圖像並經計算機處理，識別鐵路兩側防護欄網是否破損。
【背景技術】
[0002]鐵路防護欄網是重要的鐵路交通基礎設施，作為鐵路系統的配套工程，一旦架設在鐵路線兩側的防護欄網被盜、丟失或人為損壞，將會給列車運行和沿線居民生命財產安全造成嚴重威脅。
[0003]傳統的解決辦法都是通過人工進行沿線檢查，費工費時並且不能及時發現。目前已有的研究方法僅對鐵路沿線防護網較粗的水泥欄杆是否完好進行識別，且存在適應性差、漏判率和誤判率高等缺點，同時均未能有效識別鐵路沿線中面積佔比最大的防護欄網是否完好，例如對於破損面積達200cm2的防護欄網進行正確識別。此外，在這些研究項目中沒有建立起完善統一的後臺資料庫與管理系統，不能同時對多路信號進行處理。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服現有技術中存在的缺陷，提供一種鐵路防護欄網自動檢測系統，其具有識別率高、檢測範圍寬、穩定性好與處置速度快等特點，並且能夠同時將多路檢測結果實時發送到後臺管理系統，通過管理系統對破損防護欄網的維修狀態進行全程跟蹤記錄，提高工作效率；
[0005]本發明的另一目的是提供一種鐵路防護欄網破損識別方法。
[0006]本發明的技術方案:一種鐵路防護欄網自動檢測系統，包括高速數字攝像機、高速圖像採集卡、車載防護欄網檢測計算機、衛星定位模塊、照度智能補光裝置、無線數據收發模塊、遠程後臺管理伺服器以及智慧型手機，上述各部分功能分別為:
[0007]①高速數字攝像機:安裝在列車車廂兩側位置，用於拍攝鐵路兩側防護欄網的圖像；
[0008]②高速圖像採集卡:對安裝在列車兩側的高速數字攝像機輸出圖像採集與存儲；
[0009]③車載防護欄網檢測計算機:安裝有防護欄網破損識別系統，用以對圖像進行防護欄網完整性分析判斷與信號處理，並計算防護欄網的破損面積與地理坐標；
[0010]④衛星定位模塊:安裝在列車車廂無遮擋的頂部，用於對列車運行的位置坐標及運行速度的採集；
[0011]⑤照度智能補光裝置:能夠根據外界光線強度自動調節光照強度，用於夜間或白天低照度拍攝；
[0012]⑥無線數據收發模塊:用於車載防護欄網檢測計算機與遠程後臺管理伺服器進行數據通訊；
[0013]⑦遠程後臺管理伺服器:接收從車載防護欄網檢測計算機發出的防護欄網破損信息數據，運行在伺服器上的管理系統後提取出防護欄網破損地點坐標與圖像，將其實時顯示在地圖中，並將這些數據進行審核後通過網際網路發送到負責維修部門所持的智慧型手機中；
[0014]⑧智慧型手機:能夠接收遠程後臺管理系統發出的防護網破損信息，並將維修處理結果傳回遠程後臺管理伺服器。
[0015]本發明還提供了一種鐵路防護欄網破損識別方法，包括以下步驟:
[0016]①安裝在列車上的兩臺高速數字攝像機可以在較大範圍內拍攝到鐵路線路兩側防護欄網，其拍攝角度不小於120° ；
[0017]②通過安裝在車載防護欄網檢測計算機上的高速圖像採集卡接收高速數字攝像機輸出的圖像，並存儲到車載防護欄網檢測計算機內存中；
[0018]③通過運行安裝在車載防護欄網檢測計算機上防護欄網破損識別系統對圖像進行分析與完整性判斷，並計算防護欄網的破損面積以及通過衛星定位模塊確定地理坐標；
[0019]④經識別系統處理後的防護欄網破損信息數據存儲到車載防護欄網檢測計算機硬碟中，並通過無線數據收發模塊將檢測結果發送給遠程後臺管理伺服器；
[0020]⑤遠程後臺管理伺服器將接收的防護欄網破損信息進行危害性評估，並將評估結果通過網絡發送到所屬地段維修管理部門負責人持有的智慧型手機中；
[0021]⑥所屬地段維修人員接收到防護欄網破損信息後前往實地查看與維修，並將維修處理結果傳回遠程後臺管理伺服器；
[0022]其中，所述的車載防護欄網檢測計算機中的識別系統對採集的圖像識別過程如下:
[0023]第一步，提取視頻中的每一幀圖像圖片並根據行駛速度去除拍攝圖片中的重複區域；
[0024]第二步，利用Mean Shift圖像分割,具體為:
[0025]選取合適的色度帶寬&和空間帶寬hs，將圖像的像素點循環執行以下步驟:
[0026](I)設置初始下標j=l,迭代次數k,初始待處理點Yu=Xi ；
[0027](2)循環計算下式:
【權利要求】
1.一種鐵路防護欄網自動檢測系統，其特徵是:包括高速數字攝像機、高速圖像採集卡、車載防護欄網檢測計算機、衛星定位模塊、照度智能補光裝置、無線數據收發模塊、遠程後臺管理伺服器以及智慧型手機，上述各部分功能分別為: ①高速數字攝像機:安裝在列車車廂兩側位置，用於拍攝鐵路兩側防護欄網的圖像； ②高速圖像採集卡:對安裝在列車兩側的高速數字攝像機輸出圖像採集與存儲； ③車載防護欄網檢測計算機:安裝有防護欄網破損識別系統，用以對圖像進行防護欄網完整性分析判斷與信號處理，並計算防護欄網的破損面積與地理坐標； ④衛星定位模塊:安裝在列車車廂無遮擋的頂部，用於對列車運行的位置坐標及運行速度的米集； ⑤照度智能補光裝置:能夠根據外界光線強度自動調節光照強度，用於夜間或白天低照度拍攝； ⑥無線數據收發模塊:用於車載防護欄網檢測計算機與遠程後臺管理伺服器進行數據通訊； ⑦遠程後臺管理伺服器:接收從車載防護欄網檢測計算機發出的防護欄網破損信息數據，運行在伺服器上的管理系統後提取出防護欄網破損地點坐標與圖像，將其實時顯示在地圖中，並將這些數據進行 審核後通過網際網路發送到負責維修部門所持的智慧型手機中； ⑧智慧型手機:能夠接收遠程後臺管理系統發出的防護網破損信息，並將維修處理結果傳回遠程後臺管理伺服器。
2.一種鐵路防護欄網破損識別方法，其特徵是:包括以下步驟: ①安裝在列車上的兩臺高速數字攝像機可以在較大範圍內拍攝到鐵路線路兩側防護欄網，其拍攝角度不小於120° ； ②通過安裝在車載防護欄網檢測計算機上的高速圖像採集卡接收高速數字攝像機輸出的圖像，並存儲到車載防護欄網檢測計算機內存中； ③通過運行安裝在車載防護欄網檢測計算機上防護欄網破損識別系統對圖像進行分析與完整性判斷，並計算防護欄網的破損面積以及通過衛星定位模塊確定地理坐標； ④經識別系統處理後的防護欄網破損信息數據存儲到車載防護欄網檢測計算機硬碟中，並通過無線數據收發模塊將檢測結果發送給遠程後臺管理伺服器； ⑤遠程後臺管理伺服器將接收的防護欄網破損信息進行危害性評估，並將評估結果通過網絡發送到所屬地段維修管理部門負責人持有的智慧型手機中； ⑥所屬地段維修人員接收到防護欄網破損信息後前往實地查看與維修，並將維修處理結果傳回遠程後臺管理伺服器； 其中，所述的車載防護欄網檢測計算機中的識別系統對採集的圖像識別過程如下: 第一步，提取視頻中的每一幀圖像圖片並根據行駛速度去除拍攝圖片中的重複區域； 第二步，利用Mean Shift圖像分割，具體為: 選取合適的色度帶寬b和空間帶寬hs，將圖像的像素點循環執行以下步驟: (1)設置初始下標j=l，迭代次數k,初始待處理點Yu=Xi； (2)循環計算下式:
【文檔編號】B61K9/00GK103640595SQ201310724755
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】梁禮明, 李振凱, 夏雨辰 申請人:江西理工大學