【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轨道交通车底螺栓松动检测，特别是涉及基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法。
技术介绍
1、近年来，轨道交通技术发展迅速，地铁已成为大多数城市居民出行可少的交通系统。为了保证地铁出行的安全，需要定期对车底螺栓是否松动进行检查。
2、在判断车底螺栓是否松动时，通常采用螺栓图像标记线位移比对法，根据比较标记线位移的情况判断螺栓是否松动。首先利用车底巡检机器人拍摄车底2d、3d图像，再对车底2d、3d图像进行分割，分割出车底图像中的螺栓图像，再对螺栓图像根据螺栓种类用标记线进行标识，然后提取出标记线，根据标记线的位移情况判断螺栓是否松动。
3、在传统技术中，通常采用螺栓松动检测算法对螺栓标记线图像进行处理，根据标记线位置偏差值判断螺栓的松动情况，但使用螺栓松动检测算法针对的螺栓类型较单一，容易出现由于螺栓种类繁多导致的检测结果出现误差的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，通过提取不同种类螺栓的不同标记线图，针对不同标记线的特征采取不同的判断方法，更加精准的检测出螺栓的松动情况。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，包括：
3、s1：获取螺栓标记线图并分类，得到第一类型螺栓标记线图、第二类型螺栓标记线图、第三类型螺栓标记线图，根据标记线特征提取所述第一类型螺栓标记线图、所述第二类型螺栓标记线图、所述第三类型螺栓标记线图的标
4、s2-1：将所述第一类型标记线图转化为第一标记线点云，采样所述第一标记线点云并分割，得到第一点云、第二点云，利用点云pca主成分分析法投影所述第一点云、所述第二点云并拟合，生成第一标记线向量，将所述第一标记线向量投影至第一螺栓平面，得到第一平面向量，计算所述第一标记线向量、所述第一平面向量的标记线偏移夹角；
5、s3-1：预设标记线移位阈值，根据所述标记线偏移夹角与所述标记线移位阈值的差值判断第一类型螺栓是否松动；
6、s2-2：将所述第二类型标记线图转化为第二标记线点云，根据obb法计算所述第二标记线点云的最小包围框，提取所述最小包围框的边长，所述边长为标记线宽度；
7、s3-2：预设标记线宽度阈值，根据所述标记线宽度与所述标记线宽度阈值的差值判断第二类型螺栓是否松动；
8、s2-3：将所述第三类型标记线图转化为第三标记线点云，利用点云pca主成分分析法投影所述第三标记线点云并拟合，生成第二标记线向量，计算所述第三标记线点云、所述第二标记线向量之间的标记线平均距离；
9、s3-3：预设标记线点到直线的距离阈值，根据所述标记线平均距离与所述距离阈值的差值判断第三类型螺栓是否松动。
10、进一步的，所述第一类型螺栓标记线图包括螺栓平面标记线、螺帽表面标记线、螺帽侧面标记线，所述第二类型螺栓标记线图包括螺母平面标记线、螺栓平面标记线，所述第三类型螺栓标记线图包括螺母、螺纹杆标记线。
11、进一步的，所述步骤s2-1包括：利用掩膜分别提取所述第一类型标记线图、所述第二类型标记线图、所述第三类型标记线图的标注框内螺栓图像，分割所述标注框内螺栓图像的彩色图、深度图并转化为第一标记线点云、第二标记线点云、第三标记线点云，所述标注框内螺栓图像包括第一标注框内螺栓图像、第二标注框内螺栓图像、第三标注框内螺栓图像。
12、进一步的，所述步骤s2-1还包括：利用ransac采样所述第一标记线点云，选择最大采样点数的螺栓平面作为第一螺栓平面，分割所述第一螺栓平面的所述螺栓平面标记线，根据分割情况定义点云类型，若为所述第一螺栓平面上，则定义为第一点云，否则，定义为第二点云。
13、进一步的，所述步骤s3-1包括：若所述标记线偏移夹角大于所述标记线移位阈值，则判断第一类型螺栓为松动状态，否则，判断为不松动。
14、进一步的，所述步骤s3-2包括：若所述标记线宽度大于所述标记线宽度阈值，则判断第二类型螺栓为松动状态，否则，判断为不松动。
15、进一步的，所述步骤s3-3还包括：若所述标记线平均距离大于所述距离阈值，则判断第三类型螺栓为松动状态，否则，判断为不松动。
16、进一步的，获取历史螺栓标记线分类图像并转换至hsv颜色空间，得到所述历史螺栓标记线分类图像的hsv颜色信息，根据所述hsv颜色信息构建颜色特征查找树，得到历史标记线颜色特征数据。
17、进一步的，获取灰度化历史螺栓标记线分类图像，计算灰度共生矩阵的矩阵特征值，分析所述矩阵特征值得到历史标记线纹理特征数据。
18、进一步的，根据所述历史标记线颜色特征数据、所述历史标记线纹理特征数据构建标记线特征提取模型，输入所述第一类型螺栓标记线图、所述第二类型螺栓标记线图、所述第三类型螺栓标记线图至所述标记线特征提取模型进行标记线特征提取，得到第一类型标记线图、第二类型标记线图、第三类型标记线图。
19、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，通过将不同种类的螺栓标记线图进行分类，再根据标记线特征提取出第一类型螺栓标记线图的第一类型标记线图、第二类型螺栓标记线图的第二类型标记线图、第三类型螺栓标记线图的第三类型标记线图，从而可以对不同种类螺栓的标记线进行针对性的处理，再转化为第一标记线点云、第二标记线点云、第三标记线点云，由此可以利用点云的高精度、丰富信息的特点对点云数据进行处理，提高处理结果的准确性，对于第一标记线点云利用点云pca主成分分析法投影并拟合得到第一标记线向量，根据第一标记线向量、第一平面向量得到标记线偏移夹角，标记线偏移夹角即为标记线偏移量，通过偏移量的大小判断第一类型标记线图的螺栓是否松动，对于第二标记线点云根据obb法计算该点云的最小包围框，提取最小包围框的边长作为标记线宽度，根据标记线宽度的大小判断螺栓是否松动，对于第三标记线点云根据点云pca主成分分析法投影并拟合第三标记线点云，得到第二标记线向量，计算第三标记线点云、第二标记线向量之间的标记线平均距离，根据标记线平均距离判断螺栓是否松动，根据不同类型的标记线的标记线特征采取不同的处理方法，更加精确有效的得到螺栓的松动情况。
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1.基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，其特征在于，所述方法包括：S1：获取螺栓标记线图并分类，得到第一类型螺栓标记线图、第二类型螺栓标记线图、第三类型螺栓标记线图，根据标记线特征提取所述第一类型螺栓标记线图、所述第二类型螺栓标记线图、所述第三类型螺栓标记线图的标记线图像，得到第一类型标记线图、第二类型标记线图、第三类型标记线图，若为第一类型标记线图，则跳转至S2-1，若为第二类型标记线图，则跳转至S2-2，若为第三类型标记线图，则跳转至S2-3；
2.根据权利要求1所述的基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，其特征在于，所述第一类型螺栓标记线图包括螺栓平面标记线、螺帽表面标记线、螺帽侧面标记线，所述第二类型螺栓标记线图包括螺母平面标记线、螺栓平面标记线，所述第三类型螺栓标记线图包括螺母、螺纹杆标记线。
3.根据权利要求1所述的基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，其特征在于，所述步骤S2-1包括：利用掩膜分别提取所述第一类型标记线图、所述第二类型标记线图、所述第三类型标记线图的标注框内螺栓图像，分割所述标注框内螺栓图像的彩色图、深度图并转化
4.根据权利要求2所述的基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，其特征在于，所述步骤S2-1还包括：利用RANSAC采样所述第一标记线点云，选择最大采样点数的螺栓平面作为第一螺栓平面，分割所述第一螺栓平面的所述螺栓平面标记线，根据分割情况定义点云类型，若为所述第一螺栓平面上，则定义为第一点云，否则，定义为第二点云。
5.根据权利要求1所述的基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，其特征在于，所述步骤S3-1包括：若所述标记线偏移夹角大于所述标记线移位阈值，则判断第一类型螺栓为松动状态，否则，判断为不松动。
6.根据权利要求1所述的基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，其特征在于，所述步骤S3-2包括：若所述标记线宽度大于所述标记线宽度阈值，则判断第二类型螺栓为松动状态，否则，判断为不松动。
7.根据权利要求1所述的基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，其特征在于，所述步骤S3-3还包括：若所述标记线平均距离大于所述距离阈值，则判断第三类型螺栓为松动状态，否则，判断为不松动。
8.根据权利要求1所述的基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，其特征在于，获取历史螺栓标记线分类图像并转换至HSV颜色空间，得到所述历史螺栓标记线分类图像的HSV颜色信息，根据所述HSV颜色信息构建颜色特征查找树，得到历史标记线颜色特征数据。
9.根据权利要求1所述的基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，其特征在于，获取灰度化历史螺栓标记线分类图像，计算灰度共生矩阵的矩阵特征值，分析所述矩阵特征值得到历史标记线纹理特征数据。
10.根据权利要求1所述的基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，其特征在于，根据所述历史标记线颜色特征数据、所述历史标记线纹理特征数据构建标记线特征提取模型，输入所述第一类型螺栓标记线图、所述第二类型螺栓标记线图、所述第三类型螺栓标记线图至所述标记线特征提取模型进行标记线特征提取，得到第一类型标记线图、第二类型标记线图、第三类型标记线图。
...【技术特征摘要】
1.基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，其特征在于，所述方法包括：s1：获取螺栓标记线图并分类，得到第一类型螺栓标记线图、第二类型螺栓标记线图、第三类型螺栓标记线图，根据标记线特征提取所述第一类型螺栓标记线图、所述第二类型螺栓标记线图、所述第三类型螺栓标记线图的标记线图像，得到第一类型标记线图、第二类型标记线图、第三类型标记线图，若为第一类型标记线图，则跳转至s2-1，若为第二类型标记线图，则跳转至s2-2，若为第三类型标记线图，则跳转至s2-3；
2.根据权利要求1所述的基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，其特征在于，所述第一类型螺栓标记线图包括螺栓平面标记线、螺帽表面标记线、螺帽侧面标记线，所述第二类型螺栓标记线图包括螺母平面标记线、螺栓平面标记线，所述第三类型螺栓标记线图包括螺母、螺纹杆标记线。
3.根据权利要求1所述的基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，其特征在于，所述步骤s2-1包括：利用掩膜分别提取所述第一类型标记线图、所述第二类型标记线图、所述第三类型标记线图的标注框内螺栓图像，分割所述标注框内螺栓图像的彩色图、深度图并转化为第一标记线点云、第二标记线点云、第三标记线点云，所述标注框内螺栓图像包括第一标注框内螺栓图像、第二标注框内螺栓图像、第三标注框内螺栓图像。
4.根据权利要求2所述的基于图像标记线移位偏差检测螺栓松动的方法，其特征在于，所述步骤s2-1还包括：利用ransac采样所述第一标记线点云，选择最大采样点数的螺栓平面作为第一螺栓平面，分割所述第一螺栓平面的所述螺栓平面标记线，根据分割情况定义点云类型，若为所述第一螺栓平面上，则定义为第一点云，否则，定...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪诚康，万辰飞，陈晓彬，涂文豪，张春，汪华靖，
申请(专利权)人：中数智科杭州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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