一种基于图像分析的轨道状态检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于图像分析的轨道状态检测系统及方法，其系统包括：模型构建模块，用于获取轨道中各待检测项目对应的基准指标以及历史轨道运行图像，并基于基准指标对历史轨道运行图像进行训练，构建图像分析模型；图像处理模块，用于获取采集到的轨道图像，并基于图像特征对轨道图像进行分类，且基于分类结果提取每一类别中轨道图像对应的敏感区域图像；轨道状态检测模块，用于将敏感区域图像输入至图像分析模型进行分析，确定轨道中各待检测项目当前时刻的目标状态，并当目标状态异常时，基于待检测项目的项目类型进行目标预警操作。便于在发现轨道异常时及时进行相应的预警操作，保障了对轨道状态检测的准确率，也确保了轨道正常且安全的运行。了轨道正常且安全的运行。了轨道正常且安全的运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像分析的轨道状态检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及图像分析及图像处理
，特别涉及一种基于图像分析的轨道状态检测系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，钢轨、轨道板、受电弓以及接触网是列车运行的重要组成部件，也是列车行车的基础，其实时状态直接影响铁路的运输能力和行车安全，所以对钢轨、轨道板、受电弓以及接触网的实时状态的检测尤为重要；
[0003]在现有技术当中，在对钢轨、轨道板、受电弓以及接触网进行检查时，都是通过工人逐一对各个点位进行人工检查来实现的，但是，由于检测项目繁多，且每一检测项目的检测标准不同，人工对其进行逐一检查的方式，不但工作强度大、效率低，检查的质量还不能得到有效地保证，并且，由于人工检查的工作量庞大，很难实现对轨道进行定期检查，以保证对各检测项目的实时状态的变化进行及时监测，从而降低了列车的行车安全性；
[0004]因此，本专利技术提供了一种基于图像分析的轨道状态检测系统及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基于图像分析的轨道状态检测系统及方法，用以通过构建的图像分析模型对轨道中各待检测项目进行分析，实现对轨道中各待检测项目的实时状态进行有效把握，从而便于在发现轨道异常时及时进行相应的预警操作，在节省大量人力物力的同时保障了对轨道状态检测的准确率，也确保了轨道正常且安全的运行。
[0006]本专利技术提供了一种基于图像分析的轨道状态检测系统，包括：
[0007]模型构建模块，用于获取轨道中各待检测项目对应的基准指标以及历史轨道运行图像，并基于基准指标对历史轨道运行图像进行训练，构建图像分析模型；
[0008]图像处理模块，用于获取采集到的轨道图像，并基于图像特征对轨道图像进行分类，且基于分类结果提取每一类别中轨道图像对应的敏感区域图像；
[0009]轨道状态检测模块，用于将敏感区域图像输入至图像分析模型进行分析，确定轨道中各待检测项目当前时刻的目标状态，并当目标状态异常时，基于待检测项目的项目类型进行目标预警操作。
[0010]优选的，一种基于图像分析的轨道状态检测系统，模型构建模块，包括：
[0011]数据获取单元，用于获取轨道运行时的运行流程，并基于运行流程确定轨道中包含的待检测项目，且提取各待检测项目的属性信息；
[0012]属性分析单元，用于基于属性信息确定各待检测项目的运行要求以及项目类型，并基于项目类型生成指标访问请求，且基于指标访问请求访问预设指标数据库，从预设指标数据库中提取项目类型对应的基准指标；
[0013]指标确定单元，用于基于运行要求确定对各待检测项目的检测要求，并基于检测要求确定对各待检测项目的检测等级，且基于检测等级为基准指标设置目标参考值，同时，
将目标参考值与基准指标进行关联绑定，得到各待检测项目最终对应的基准指标。
[0014]优选的，一种基于图像分析的轨道状态检测系统，属性分析单元，包括：
[0015]类型获取子单元，用于获取得到的各待检测项目的项目类型，并基于项目类型确定各待检测项目的项目标识，同时，基于对历史轨道运行图像的调取要求确定待调取历史轨道运行图像的时效性；
[0016]匹配子单元，用于将项目标识与预设历史图像库中各历史轨道运行图像集合进行第一匹配，并基于第一匹配结果确定目标历史轨道运行图像集合，同时，提取目标历史轨道运行图像集合中各历史轨道运行图像的时间戳，并将时效性与各历史轨道运行图像的时间戳进行第二匹配；
[0017]历史轨道运行图像获取子单元，用于基于第二匹配结果确定各待检测项目对应的待调取历史轨道运行图像，并基于预设筛选规则剔除待调取历史轨道运行图像中的无效图像，得到各待检测项目最终对应的历史轨道运行图像。
[0018]优选的，一种基于图像分析的轨道状态检测系统，模型构建模块，包括：
[0019]数据调用单元，用于调取得到的各待检测项目对应的基准指标以及历史轨道运行图像，并对历史轨道运行图像进行第一识别，确定各历史轨道运行图像中目标对象所处的关键图像区域以及背景图像区域；
[0020]训练单元，用于对关键图像区域中的目标对象进行第二识别，并基于第二识别结果根据目标对象的对象类型对关键图像区域进行标注，同时，将标注后的关键图像区域作为正样本以及将背景图像区域作为负样本，并基于正样本和负样本构建训练集；
[0021]模型构建单元，用于确定训练集中包含的目标对象满足基准指标的基准目标姿态，并将基准目标姿态与基准指标进行关联，同时，基于关联结果确定异常提醒条件，并根据预设迭代训练次数对关联结果以及异常提醒条件进行迭代训练，并基于迭代训练结果完成对图像分析模型的构建。
[0022]优选的，一种基于图像分析的轨道状态检测系统，模型构建单元，包括：
[0023]模型获取子单元，用于获取构建得到的图像分析模型以及预设校验图像，并将预设校验图像输入至图像分析模型进行分析，得到目标分析结果，其中，预设校验图像已知待检测对象的实际状态；
[0024]比较子单元，用于将目标分析结果与预设校验图像对应的实际状态进行比较，并当目标分析结果与实际状态一致时，则判定构建的图像分析模型合格，否则，判定构建的图像分析模型不合格；
[0025]模型优化子单元，用于当判定图像分析模型不合格时，确定目标分析结果与实际状态存在的目标误差，并确定图像分析模型中与目标误差对应的模型配置参数，且基于目标误差对模型配置参数进行调整，完成对图像分析模型的优化。
[0026]优选的，一种基于图像分析的轨道状态检测系统，图像处理模块，包括：
[0027]图像获取单元，用于获取采集到的轨道图像，并对轨道图像进行归一化处理，得到各轨道图像的全局归一化参数，同时，基于全局归一化参数确定各轨道图像的全局特征向量，并基于全局特征向量得到各轨道图像的全局图像特征；
[0028]图像处理单元，用于基于全局图像特征将轨道图像拆分为N个子图像区域，并对各子图像区域进行自适应归一化操作得到局部归一化参数，同时，基于局部归一化参数确定
各子图像区域的局部特征向量，并基于局部特征向量确定各子图像区域的局部图像特征；
[0029]图像分类单元，还用于确定各局部图像特征在轨道图像中的分布信息，并基于分布信息确定局部图像特征与全局图像特征的关联特征，同时，基于全局图像特征、局部图像特征以及关联特征确定各轨道图像的目标图像特征，并将目标图像特征与各待检测项目对应的检测对象的标准图像特征进行匹配，且基于匹配结果将轨道图像进行分类。
[0030]优选的，一种基于图像分析的轨道状态检测系统，图像处理模块，包括：
[0031]分类结果获取单元，用于获取对轨道图像的分类结果，并基于分类结果分别对每一类别中轨道图像的像素点进行扫描，且基于扫描结果得到各像素点的像素点特征；
[0032]图像裁剪单元，用于基于像素点特征确定第一敏感区域图像和无关区域图像的目标分界线，并基于目标分界线将无关区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像分析的轨道状态检测系统，其特征在于，包括：模型构建模块，用于获取轨道中各待检测项目对应的基准指标以及历史轨道运行图像，并基于基准指标对历史轨道运行图像进行训练，构建图像分析模型；图像处理模块，用于获取采集到的轨道图像，并基于图像特征对轨道图像进行分类，且基于分类结果提取每一类别中轨道图像对应的敏感区域图像；轨道状态检测模块，用于将敏感区域图像输入至图像分析模型进行分析，确定轨道中各待检测项目当前时刻的目标状态，并当目标状态异常时，基于待检测项目的项目类型进行目标预警操作。2.根据权利要求1所述的一种基于图像分析的轨道状态检测系统，其特征在于，模型构建模块，包括：数据获取单元，用于获取轨道运行时的运行流程，并基于运行流程确定轨道中包含的待检测项目，且提取各待检测项目的属性信息；属性分析单元，用于基于属性信息确定各待检测项目的运行要求以及项目类型，并基于项目类型生成指标访问请求，且基于指标访问请求访问预设指标数据库，从预设指标数据库中提取项目类型对应的基准指标；指标确定单元，用于基于运行要求确定对各待检测项目的检测要求，并基于检测要求确定对各待检测项目的检测等级，且基于检测等级为基准指标设置目标参考值，同时，将目标参考值与基准指标进行关联绑定，得到各待检测项目最终对应的基准指标。3.根据权利要求2所述的一种基于图像分析的轨道状态检测系统，其特征在于，属性分析单元，包括：类型获取子单元，用于获取得到的各待检测项目的项目类型，并基于项目类型确定各待检测项目的项目标识，同时，基于对历史轨道运行图像的调取要求确定待调取历史轨道运行图像的时效性；匹配子单元，用于将项目标识与预设历史图像库中各历史轨道运行图像集合进行第一匹配，并基于第一匹配结果确定目标历史轨道运行图像集合，同时，提取目标历史轨道运行图像集合中各历史轨道运行图像的时间戳，并将时效性与各历史轨道运行图像的时间戳进行第二匹配；历史轨道运行图像获取子单元，用于基于第二匹配结果确定各待检测项目对应的待调取历史轨道运行图像，并基于预设筛选规则剔除待调取历史轨道运行图像中的无效图像，得到各待检测项目最终对应的历史轨道运行图像。4.根据权利要求1所述的一种基于图像分析的轨道状态检测系统，其特征在于，模型构建模块，包括：数据调用单元，用于调取得到的各待检测项目对应的基准指标以及历史轨道运行图像，并对历史轨道运行图像进行第一识别，确定各历史轨道运行图像中目标对象所处的关键图像区域以及背景图像区域；训练单元，用于对关键图像区域中的目标对象进行第二识别，并基于第二识别结果根据目标对象的对象类型对关键图像区域进行标注，同时，将标注后的关键图像区域作为正样本以及将背景图像区域作为负样本，并基于正样本和负样本构建训练集；模型构建单元，用于确定训练集中包含的目标对象满足基准指标的基准目标姿态，并
将基准目标姿态与基准指标进行关联，同时，基于关联结果确定异常提醒条件，并根据预设迭代训练次数对关联结果以及异常提醒条件进行迭代训练，并基于迭代训练结果完成对图像分析模型的构建。5.根据权利要求4所述的一种基于图像分析的轨道状态检测系统，其特征在于，模型构建单元，包括：模型获取子单元，用于获取构建得到的图像分析模型以及预设校验图像，并将预设校验图像输入至图像分析模型进行分析，得到目标分析结果，其中，预设校验图像已知待检测对象的实际状态；比较子单元，用于将目标分析结果与预设校验图像对应的实际状态进行比较，并当目标分析结果与实际状态一致时，则判定构建的图像分析模型合格，否则，判定构建的图像分析模型不合格；模型优化子单元，用于当判定图像分析模型不合格时，确定目标分析结果与实际状态存在的目标误差，并确定图像分析模型中与目标误差对应的模型配置参数，且基于目标误差对模型配置参数进行调整，完成对图像分析模型的优化。6.根据权利要求1所述的一种基于图像分析的轨道状态检测系统，其特征在于，图像处理模块，包括：图像获取单元，用于获取采集到的轨道图像，并对轨道图像进...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冶，李云龙，车显达，
申请(专利权)人：北京运达华开科技有限公司，
类型：发明
国别省市：