[发明专利]基于SIFT图像配准与余弦相似度的列车部件检测方法

说明书

本发明公开了一种基于SIFT图像配准与余弦相似度的列车部件检测方法，具体步骤为：1、安装线阵相机对列车车身进行拍摄，并将图像发送给计算机；2、计算机在读取图像后，利用图片相对坐标来截取待检测部件区域，并调用对应部件的标准图；3、使用SIFT算法提取图片SIFT特征；4、利用FLANN算法进行特征匹配，并通过仿射变换将待测图像和标准图像重叠在在一张图上，从而消除待测图像的图像畸变；5、配准后，运用掩模截取出重合区域，滑动窗口来进行缺陷检测；6、计算待检测区域图像和标准图像的余弦相似度并比对出结果。本发明硬件要求少，节约成本；操作简单，方便使用；同时提高了故障检测的速度和精确度。

技术领域

本能发明属于轨道交通故障检测领域，具体涉及基于SIFT图像配准与余弦相似度的列车部件检测方法。

背景技术

地铁是铁路运输的一种形式，指在地下运行为主的城市轨道交通系统，在我国很多城市都成为了客流量最大的市内公共交通工具。虽然我国地铁列车的生产与营运系统都已经非常成熟，但在地铁列车车身上有大量暴露在外的元器件仍然有着发生各种各样故障的风险。这些不可预知的故障时时刻刻威胁着每天以千万计的乘客与地铁工作人员的生命财产安全。所以，设计一个可以智能检测地铁列车故障的系统对于提升地铁系统的安全性有着重要意义。

目前，对于地铁列车故障的检测大都依靠人工肉眼识别，由于部件数量大，图片对比度有限，导致这项工作占用了大量的劳动力且不能高效准确地检测出列车故障。同时由于人工作业的劳动强度大，容易造成人体疲劳后引起漏测或者误测。针对地铁列车车身上的高度阀，撒沙管等部件设计智能化的专项检测将有助于提升地铁运行的安全性，解放劳动力。一个简明的，一体化的智能检测程序，也能方便指引工作人员处理检测到的故障。

智能化检测地铁列车故障，针对高度阀，撒沙管等核心部件可能出现的松动，脱落等故障的识别，可以完善地铁列车安全保障系统，精简地铁工作团队，对于地铁的发展有着重要意义。

现有技术一：

现有的发明专利《一种基于人工标识图像的列车紧固件松动检测系统》，涉及列车故障检测技术领域。该系统由列车测速模块、成像控制模块、成像模块、照明模块、数据采集与处理模块组成。其中，列车测速模块对列车行驶速度进行实时测量，成像控制模块根据列车行驶速度产生成像控制信号，成像模块根据控制信号对列车表面成像，在列车紧固件表面设置人工标记，成像模块拍摄图像后把图片输入图像采集与处理模块，在图像采集与处理模块上，对拍摄的人工标记图像进行处理，通过图像处理算法判定紧固件表面的人工标记形状是否变化，即提取和识别一字形标记，并计算错位后一字形标记的夹角，通过夹角来判定紧固件是否松动。

图1是该发明实施例1示意图，图2是紧固件顶部一字形线条示例。图中，1-列车，2-轨道，3-列车测速模块，4-成像控制模块，5-照明模块，6-成像模块，7-数据采集与处理模块，8-一字形标记，9-螺杆，10-螺母。

现有技术一的缺点

1、该发明需要大量额外的硬件模块如列车测速模块、成像控制模块等等，这增加了大量布置的成本；

2、该发明通过鉴别人工标记形状是否变化进而判定紧固件是否松动，而人工标记自身可能由于光照，污渍等外界原因导致形状发生变化，进而发生误报。

3、该发明通过测速模块来调整线阵相机的拍摄频率来避免造成图像地拉伸或者压缩。然而，这对测速模块的准确性和实时性有着极高的要求，在成本极高的同时也很难达到很好的效果。

现有技术二：