本发明专利技术涉及一种基于图像识别的地铁移动检测自主定位方法与装置，包括1)建立单根轨枕编码规则并将部分编码喷涂在相应的轨枕上；2)利用图片采集装置，采集地铁线路轨枕图片集；3)基于步骤2)的轨枕图片集，采用YOLO v5目标检测模型以获得连续的单根轨枕图片集，并按照步骤1)的编码规则，计算每张单根轨枕图片对应的轨枕编码；4)基于PaddleOCR，识别步骤3)中所得的存在编码喷涂的单根轨枕图片集，以获得图片中相应的轨枕喷涂编码；5)基于步骤4)所得的轨枕喷涂编，校正步骤3)得到的每张单根轨枕图片对应的轨枕编码，得到修正的轨枕编码信息；以及6)基于修正的轨枕编码信息，实现基于轨枕编码的地铁线路里程自主定位。编码的地铁线路里程自主定位。编码的地铁线路里程自主定位。
【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的地铁移动检测自主定位方法与装置
[0001]本专利技术涉及轨道交通
，具体为一种基于图像识别的地铁移动检测自主定位方法与装置。
技术介绍
[0002]由于在地下无法接收卫星信号，基于GNSS里程定位技术的移动检测技术在地铁线路中的应用受到很大限制。目前，地铁线路移动检测常用的里程定位方法/装置主要包括光电编码器/计轴器、RFID标签、挡光板、人工打定位点等，其中RFID标签、挡光板是额外在线路沿线布设辅助定位装置。
[0003]但是这些方法/装置仍存在一些不足：
[0004](1)光电编码器/计轴器计算的是车辆移动的距离，与线路里程位置可能不一致。地铁线路里程位置受长短链的影响，例如某地铁线路K9+100与K9+200间，电客车实际走行距离由于长短链影响可能不等于100米。测量光电编码器脉冲数目，可以得出轮子旋转的圈数，结合轮子的周长，便可以计算出车辆移动的距离。由于车轮空转、打滑、车轮对磨耗等会产生累计误差，需要人工以地铁百米标等为参考对实际里程进行里程校准。人工纠正受主观因素影响较大，导致产生误差较大。
[0005](2)沿线路布设的RFID标签存在位置信息不准确、失效等情况。RFID常和光电编码器联合使用，以RFID标签修正初始里程，以光电编码器定位，相当于在每两个RFID标签之间进行分段检测，以每个RFID标签重置检测初始位置，修正光电编码器里程定位的累积误差。
[0006](3)人工手动打定位点。如目前铁路公司常用的便携式线路检查仪，需要在途经车站、百米标时手动打点定位，里程误差较大。
[0007]上述定位技术的普遍精度不足，导致地铁线路设备状态的移动检测数据存在较大里程误差，影响检测装备或仪器性能发挥，对于现场指导维修的作用受限。如夜间施工点对病害进行人工复核的时候，里程误差会影响到作业的效率，增加工作强度，降低夜间施工点的使用效率。
[0008]因此，需要新的技术和方法，以至少部分地克服现有技术中存在的不足。
技术实现思路
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于图像识别的地铁移动检测自主定位方法，包括：
[0010]1)建立单根轨枕编码规则并将部分编码喷涂在相应的轨枕上；
[0011]2)利用图片采集装置，采集地铁线路轨枕图片集；
[0012]3)基于步骤2)的轨枕图片集，采用YOLO v5目标检测模型以获得连续的单根轨枕图片集，并按照步骤1)的编码规则，计算每张单根轨枕图片对应的轨枕编码；
[0013]4)基于PaddleOCR，识别步骤3)中所得的存在编码喷涂的单根轨枕图片集，以获得图片中相应的轨枕喷涂编码；
[0014]5)基于步骤4)所得的轨枕喷涂编码，校正步骤3)得到的每张单根轨枕图片对应的轨枕编码，得到修正的轨枕编码信息；以及
[0015]6)基于修正的轨枕编码信息，得到基于轨枕编码的地铁线路里程自主定位。
[0016]根据本专利技术的实施方案，其中步骤2)中，所述图片采集装置在地铁轨道上移动，利用相机采集地铁线路轨枕图片，并且采用地铁沿线布设RFID标签方式，获取每张拍摄图片顶点的里程位置信息。
[0017]根据本专利技术的实施方案，其中所述步骤3)包括：
[0018]3.1)获得目标检测模型：包括建立单根轨枕、半根轨枕的样本集并进行标签标注，对标注文件以及对应的轨枕图像进行YOLOv5目标检测模型训练，得到相应的YOLOv5目标检测模型；
[0019]3.2)加载目标检测模型，识别切割得到的包括半根轨枕的轨枕图片，并与紧邻的下一张图片进行拼接，更新获得的新图片的顶点里程位置信息；
[0020]3.3)加载YOLO v5目标检测模型，基于3.2)得到的图片集，进行单根轨枕的识别与切割，实现切割后图片集仅包含单根轨枕图像，并更新获得的新图片的顶点里程位置信息；
[0021]3.4)加载YOLO v5目标检测模型，基于3.3)得到的图片集，识别单根轨枕，并统计轨枕的累计根数；以及
[0022]3.5)根据初始已知的轨枕预编码以及识别轨枕的累计根数，得到切割后每张图片对应的轨枕编码。
[0023]根据本专利技术的实施方案，其中所述步骤4)包括：
[0024]4.1)基于步骤3)切割得到的连续多张单根轨枕图片集，批量进行90
°
旋转，对待识别的长方形区域进行切割操作，得到喷涂编码的轨枕图片；以及
[0025]4.2)加载预设的PaddleOCR，以4.1)处理后的图片为输入，检测、识别轨枕编码文本信息，得到图片相应的轨枕喷涂编码。
[0026]根据本专利技术的实施方案，其中所述步骤5)包括：
[0027]5.1)通过步骤3)得到字典表Dict[image_id,mileage]、Dict[image_id,scode_count]，通过步骤4)得到字典表Dict[image_id,scode_ocr]；
[0028]5.2)以字典表Dict[image_id,scode_ocr]为基准，逐个判断同一个image_id对应的scode_ocr与scode_count是否相等，如果相等，则流程结束，否则，需进一步判断scode_ocr是否在字典表Dict[image_id,mileage,scode_count]中；
[0029]5.3)如果scode_ocr不在字典表Dict[image_id,mileage,scode_count]中，说明步骤4)中识别的喷涂编码有误，则流程结束；
[0030]5.4)如果scode_ocr在字典表Dict[image_id,mileage,scode_count]中，说明步骤3)中轨枕识别有遗漏或错误识别，用同一个image_id所对应的scode_ocr更新scode_count，并以更新的scode_count为基础，重新计算字典表Dict[image_id,scode_count]中后续image_id的scode_count。
[0031]本专利技术还提供一种基于图像识别的地铁移动检测自主定位装置，包括：
[0032]编码模块，用于建立单根轨枕编码规则；
[0033]喷涂模块，用于将部分编码喷涂在相应的轨枕上；
[0034]采集模块，用于采集地铁线路轨枕图片集；
[0035]YOLO v5目标检测模块，基于采集模块获得的轨枕图片集，获得连续的单根轨枕图片集，基于编码模块，计算每张单根轨枕图片对应的轨枕编码；
[0036]PaddleOCR模块，用于识别YOLO v5目标检测模块所得的存在编码喷涂的各单根轨枕图片集，以获得图片中相应的轨枕喷涂编码；
[0037]修正模块，基于轨枕喷涂编码，校正YOLO v5目标检测模块得到的每张单根轨枕图片对应的轨枕编码，得到修正的轨枕编码信息；以及
[0038]输出模块，基于修正的轨枕编码信息，得到基于轨枕编码的地铁线路里本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的地铁移动检测自主定位方法，其特征在于，包括：1)建立单根轨枕编码规则并将部分编码喷涂在相应的轨枕上；2)利用图片采集装置，采集地铁线路轨枕图片集；3)基于步骤2)的轨枕图片集，采用YOLO v5目标检测模型以获得连续的单根轨枕图片集，并按照步骤1)的编码规则，计算每张单根轨枕图片对应的轨枕编码；4)基于PaddleOCR，识别步骤3)中所得的存在编码喷涂的单根轨枕图片集，以获得图片中相应的轨枕喷涂编码；5)基于步骤4)所得的轨枕喷涂编码，校正步骤3)得到的每张单根轨枕图片对应的轨枕编码，得到修正的轨枕编码信息；以及6)基于修正的轨枕编码信息，得到基于轨枕编码的地铁线路里程自主定位。2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的地铁移动检测自主定位方法，其特征在于：步骤2)中，所述图片采集装置在地铁轨道上移动，利用相机采集地铁线路轨枕图片，并且采用地铁沿线布设RFID标签方式，获取每张拍摄图片顶点的里程位置信息。3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的地铁移动检测自主定位方法，其特征在于：所述步骤3)包括：3.1)获得目标检测模型：包括建立单根轨枕、半根轨枕的样本集并进行标签标注，对标注文件以及对应的轨枕图像进行YOLOv5目标检测模型训练，得到相应的YOLOv5目标检测模型；3.2)加载目标检测模型，识别切割得到的包括半根轨枕的轨枕图片，并与紧邻的下一张图片进行拼接，更新获得的新图片的顶点里程位置信息；3.3)加载YOLO v5目标检测模型，基于3.2)得到的图片集，进行单根轨枕的识别与切割，实现切割后图片集仅包含单根轨枕图像，并更新获得的新图片的顶点里程位置信息；3.4)加载YOLO v5目标检测模型，基于3.3)得到的图片集，识别单根轨枕，并统计轨枕的累计根数；以及3.5)根据初始已知的轨枕预编码以及识别轨枕的累计根数，得到切割后每张图片对应的轨枕编码。4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的地铁移动检测自主定位方法，其特征在于：所述步骤4)包括：4.1)基于步骤3)切割得到的连续多张单根轨枕图片集，批量进行90
°
旋转，对待识别的长方形区域进行切割操作，得到喷涂编码的轨枕图片；以及4.2)加载预设的PaddleOCR，以4.1)处理后的图片为输入，检测、识别轨枕编码文本信息，得到图片相应的轨枕喷涂编码。5.根据权利要求1所述的一种基...
【专利技术属性】
技术研发人员：白磊，孙志强，李晓宝，张红萍，丁明，阮志华，李维红，丁德云，闫宇智，
申请(专利权)人：北京九州一轨环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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