[发明专利]一种隧道列车安全运行环境综合检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种隧道列车安全运行环境检测装置，其特征在于，包括：

图像采集单元，由腕臂采集面阵阵列(1)、吊弦抓拍单元(2)、吊弦视觉触发设备(3)、杆号抓拍模块(4)、车载补偿模块(5)、接触网磨耗检测模块(6)、包络线动态检测双目采集模块(7)、弓网状态采集模块(8)，腕臂触发传感器(9)，隧道缺陷和截面轮廓检测模块(10)、隧道限界采集模块(11)、轨道板采集模块(12)、轨道缺陷采集模块(13)，以及导高拉出值测量模块(14)组成；

隧道巡检单元，依据对图像采集单元所采集图像的分析和处理的结果，对隧道中外观异常处进行针对性检测；

系统控制单元，由控制模块、存储模块和识别模块组成，用于对图像数据进行分析、处理和识别，并将结果存储于本地硬盘中；

其中，吊弦识别方法包括：读入吊弦抓拍单元(2)得到的吊弦图像；对所述吊弦图像用加权平均法进行灰度化；根据吊弦的接触线和吊弦线特征，先定位，后处理；根据吊弦的形状特征以及接触线的辅助特征、信息熵进行吊弦精确定位；利用神经网络和深度学习的方法判断吊弦的状态，用多标签分类的方法进行分类，出现止动垫片异常或者吊弦脱落则报警并返回，否则进行下一步；定位吊弦线，根据吊弦的位置，向上截取图像并进行差分操作以及投影操作得到吊弦线的左右范围；

隧道缺陷和截面轮廓检测模块(10)用于对隧道、钢轨以及轨道板图像进行裂纹检测，利用canny算子进行边缘提取，并进行形态学图像膨胀操作，提取连通域外接矩形；

所述利用canny算子进行边缘提取包括：使用高斯平滑滤波器卷积降噪；计算梯度幅值和方向，按照Sobel滤波器的步骤：a:运用一对卷积阵列b:使用下列公式计算梯度幅值和方向：梯度方向近似到0、45、90、135角度之一；非极大值抑制，排除非边缘像素，仅保留候选边缘；滞后阈值，包括高阈值和低阈值，如果某一像素位置的幅值超过高阈值,该像素被保留为边缘像素；如果某一像素位置的幅值小于低阈值,该像素被排除；如果某一像素位置的幅值在两个阈值之间，该像素仅仅在连接到一个高于高阈值的像素时被保留，其中，canny算子推荐的高、低阈值比在2:1到3:1之间。

2.一种采用权利要求1所述检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将图像采集单元挂载在列车上，对隧道内运行环境进行可见光成像；

B、将图像数据与线路里程信息关联，获得完整的隧道数据记录；

C、通过对图像数据的处理和分析，实现对隧道内列车运行环境的智能检测。