[发明专利]一种货车轴端螺栓故障检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种货车轴端螺栓故障检测方法，包括：通过货车轴端螺栓图像数据库中的样本图像得到兴趣区域定位分类器和螺栓子区域定位分类器；通过所述兴趣区域定位分类器确定货车轴端螺栓图像的兴趣区域；通过所述螺栓子区域定位分类器确定所述兴趣区域内的螺栓区域；根据所述螺栓区域计算欧氏距离，并根据所述欧氏距离及螺栓形状约束输出货车轴端螺栓故障检测结果。本发明还同时公开了一种货车轴端螺栓故障检测装置。

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，尤其涉及一种货车轴端螺栓故障检测方法及装置。

背景技术

中国是一个幅员辽阔的国家，铁路是重要的交通运输基础设施之一，随着社会经济的高速发展，对铁路的运行速度和承载能力的要求也越来越高。为了创造更大的运输经济效益，铁路列车不断向高速、重载两个方向发展。截止2009年，中国铁路货车已实现载重60t向70t的升级换代，货车的速度已超过100km/h，有的已达到120km/h。因此，铁路高效安全的运营对国家经济的发展和人民生命财产的安全具有重要意义。

传统铁路列车的运行维修主要由人工完成，列检效率低而且质量很难保证，为了提高列检质量，相关部门推广了一套自动安检系统，即货车运行故障图像动态检测系统(TFDS，Trouble of moving Freight car Detection System)。TFDS是一套集高速数字图像采集、大容量图像数据实时处理和精确定位模式识别技术于一体的智能系统。TFDS利用电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)高速数字摄像机自动抓拍列车基础制动装置、车钩缓冲装置、转向架、车体、底架、空气制动装置等部位的全部图像。采集的图像直接传至列车检测中心，采取人机结合方式进行故障的判别，并及时通知室外检车人员进行处理，可实现对列车关键部位的故障检测和监控。

在实际应用中，列车转向架需要承受和传递车辆在运行中的各种动载荷及轮轨间的作用力，保证列车在规定速度范围内安全地在直线和曲线区段上运行，是机车车辆的核心部件。重载列车的运用产生较大的轮轨动作用力，造成车轮与钢轨的严重磨损，同时也加快了转向架零部件如轴端螺栓的磨损与故障。具体的，轴端螺栓故障包括螺栓丢失、折断和轴承盖丢失三种状况，一旦轴端螺栓故障，则不能起到应有的紧固作用，进而会导致重大行车事故的发生。

但是，现有TFDS系统的故障识别模块能判定的故障类别有限，对轴端螺栓故障的识别率较低，不能满足现场应用中的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种货车轴端螺栓故障检测方法及装置，至少能解决现有技术存在的对轴端螺栓故障的识别率很低的缺陷。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种货车轴端螺栓故障检测方法，所述方法包括：

通过货车轴端螺栓图像数据库中的样本图像得到兴趣区域定位分类器和螺栓子区域定位分类器；

通过所述兴趣区域定位分类器确定货车轴端螺栓图像的兴趣区域；

通过所述螺栓子区域定位分类器确定所述兴趣区域内的螺栓区域；

根据所述螺栓区域计算欧氏距离，并根据所述欧氏距离及螺栓形状约束输出货车轴端螺栓故障检测结果。

优选地，所述通过货车轴端螺栓图像数据库中的样本图像得到兴趣区域定位分类器包括：

从所述货车轴端螺栓图像数据库中提取轴端正样本图像和轴端负样本图像；

根据所述轴端正样本图像和轴端负样本图像分别得到轴端正样本局部二值模式编码直方图特征和轴端负样本局部二值模式编码直方图特征；

将所述轴端正样本局部二值模式编码直方图特征和轴端负样本局部二值模式编码直方图特征输入到多项式核函数支持向量机生成兴趣区域定位分类器。