基于图像处理的钢轨光带自动检测方法、设备及系统技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

Automatic detection method, equipment and system of rail light band based on image processing

【技术实现步骤摘要】
基于图像处理的钢轨光带自动检测方法、设备及系统
本专利技术关于轨道交通
，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。
技术介绍
本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术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，相关类似专利提出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像处理的钢轨光带自动检测方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取轨道图像；/n确定所述轨道图像的纵向每一列的占优频率；/n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。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的钢轨光带自动检测方法，其特征在于，所述方法包括：
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。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述轨道图像的纵向每一列的占优频率包括：
提取所述轨道图像中纵向每一列像素的灰度曲线；
确定所述灰度曲线的归一化能量谱；
根据所述归一化能量谱确定所述轨道图像的纵向每一列的占优频率。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述灰度曲线的归一化能量谱包括：
根据傅里叶变换获得所述轨道图像中纵向每一列的像素的灰度曲线的能量谱；
根据所述能量谱以及能量归一化系数进行归一化处理，得到归一化能量谱。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述归一化能量谱确定所述轨道图像的纵向每一列的占优频率包括：
根据预设的能量谱阈值，将所述归一化能量谱中频率分量对应的能量值大于该阈值的所有频率分量设定为该列的候选频率；
将轨道图像纵向每一列的候选频率中的最大频率值设定为该列的占优频率。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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包括：
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扣件之间的钢轨所在的纵向区域；
在所述扣件之间的钢轨所在的纵向区域中标记出钢轨轨顶面图像；
在所述钢轨轨顶面图像中标记出钢轨光带图像。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，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扣件之间的钢轨所在的纵向区域包括：
根据轨道图像中的轨枕和扣件所在的纵向区域、扣件之间的钢轨所在的纵向区域和图像背景所在的纵向区域的占优频率的分布特征，结合阈值处理确定所述轨道图像中的轨枕和扣件所在的纵向区域；
根据所述轨枕和扣件所在的纵向区域，标记所述轨道图像中扣件之间的钢轨所在的纵向区域，所述扣件之间的钢轨所在的纵向区域包括所述轨道图像中钢轨轨顶面所在的纵向区域及轨顶面两侧位于扣件之间的轨底面所在的纵向区域。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述扣件之间的钢轨所在的纵向区域中标记出钢轨轨顶面图像包括：
计算扣件之间的钢轨所在的纵向区域像素的灰度均值；
根据所述灰度均值计算判定限值；
计算扣件之间的钢轨所在的纵向区域中纵向每一列像素的灰度均值；
根据判定限值和所述扣件之间的钢轨所在的纵向区域中纵向每一列像素的灰度均值，结合阈值处理标记出钢轨轨顶面图像。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述钢轨轨顶面图像中标记出钢轨光带图像包括：
对所述标记出的钢轨轨顶面图像进行灰度变换；
采用边缘检测得到所述钢轨轨顶面图像中的钢轨光带区域与非光带区域交界的边缘线；
根据所述边缘线标记出钢轨光带图像。


9.一种基于图像处理的钢轨光带自动检测系统，其特征在于，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。


10.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博，刘秀波，强伟乐，李唯一，马帅，陈鹏，张志川，陈茁，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所，北京铁科英迈技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11