[发明专利]一种道岔联结螺栓病害检测方法及系统

权利要求书

1.一种道岔联结螺栓病害检测方法，其特征在于，该检测方法包含以下步骤：

S1：创建道岔的背景数据库，该背景数据库中包含三类数据：只包含一行扣件的第一纹理图像，只包含一行扣件的第一深度图像，与第一纹理图像和第一深度图像对应的道岔标记区域和道岔联结螺栓标记区域；

S2：采集轨道当前的第二纹理图像和第二深度图像，将其分别与第一纹理图像和第一深度图像对齐，以扣件为单位对第二纹理图像和第二深度图像进行切图，使每一幅图像中只存在一行扣件；

S3：根据背景数据库中所述三类数据，判定S2中切图后的图像中是否存在道岔联结螺栓，存在则获取该道岔联结螺栓区域，不存在则跳过该幅图像；

S4：根据S1中的道岔联结螺栓标记区域，分别在第一纹理图像、第一深度图像、第二纹理图像、第二深度图像中剪裁出道岔联结螺栓图像，计算S3中获取的道岔联结螺栓区域的面积、形状参数，并根据面积、形状参数判定该区域是否为道岔联结螺栓；

S5：在判断出为道岔联结螺栓后，判定该道岔联结螺栓是否缺失或松动。

2.根据权利要求1所述的一种道岔联结螺栓病害检测方法，其特征在于，S1中创建道岔的背景数据库的方法为：

预先采集轨道的第一纹理图像与第一深度图像，采用目标检测与识别方法找到道岔尖轨推杆装置作为道岔标记区域，以扣件为单位，从该道岔标记区域向前、向后，对第一纹理图像和第一深度图像进行切割，使每一幅图像中只存在一行扣件，并在切割图像中标记出道岔联结螺栓区域，作为道岔联结螺栓标记区域，将道岔标记区域、道岔联结螺栓标记区域和切割图像一起保存作为道岔的背景数据库。

3.根据权利要求2所述的一种道岔联结螺栓病害检测方法，其特征在于，所述在切割图像中标记出道岔联结螺栓区域的方法为：采用深度学习的目标检测或图像实例分割方法，进行道岔联结螺栓检测或分割，将检测区域或分割区域作为道岔联结螺栓标记区域。

4.根据权利要求1所述的一种道岔联结螺栓病害检测方法，其特征在于，所述道岔联结螺栓包含横向螺栓和纵向螺栓；

S5中在判断出为纵向螺栓后，根据第一纹理图像、第一深度图像、第二纹理图像、第二深度图像中纵向螺栓区域的面积、形状特征判定纵向螺栓是否缺失或松动；当第二纹理图像、第二深度图像中不存在纵向螺栓时，判定纵向螺栓缺失；当第二纹理图像、第二深度图像中存在纵向螺栓，且纵向螺栓高度超过第一纹理图像、第一深度图像中纵向螺栓高度时，判定螺栓松动。

5.根据权利要求1所述的一种道岔联结螺栓病害检测方法，其特征在于，所述道岔联结螺栓包含横向螺栓和纵向螺栓；S5中在判断出为纵向螺栓后，判定纵向螺栓缺失的方法为：

根据S1中道岔联结螺栓标记区域，分别在第一纹理图像、第一深度图像、第二纹理图像、第二深度图像中裁剪出纵向螺栓图像，采用基于深度学习的目标检测或图像实例分割方法，检测或分割纵向螺栓区域，当在第二纹理图像、第二深度图像中无法检测或分割出纵向螺栓区域时，判定纵向螺栓缺失；或者

根据S1中道岔联结螺栓标记区域，取第二纹理图像、第二深度图像中纵向螺栓图像，采用基于深度学习的图像分类方法，判定当前图像中是否存在纵向螺栓，当不存在纵向螺栓时，判定纵向螺栓缺失。

6.根据权利要求1所述的一种道岔联结螺栓病害检测方法，其特征在于，所述道岔联结螺栓包含横向螺栓和纵向螺栓；

S5中在判断出为横向螺栓后，判定横向螺栓缺失的方法为：根据S1中道岔联结螺栓标记区域，分别在第一纹理图像、第一深度图像、第二纹理图像、第二深度图像中采用目标检测方法，找出横向螺栓，采用图像测量方法计算第一纹理图像、第一深度图像中横向螺栓后端面到尖轨内侧面的距离L0，第二纹理图像、第二深度图像中横向螺栓后端面到尖轨内侧面的距离L1；当L1-L0t0时，判定横向螺栓松动，t0为横向螺栓松动判定阈值。