CN105699383A - 增强消息传送能力的轨道扣件的检测方法 - Google Patents

Abstract

一种增强消息传送能力的轨道扣件的检测方法，利用常用的计算机视觉模型，设计出适合本系统的硬件构成，并针对该图像采集系统所要求达到的精度进行相应的参数计算，选择合适的器件，搭建轨道检测系统硬件平台。对于硬件系统所采集的图像数据，采用数字图像处理技术进行分析和处理，着重研究开发了轨道图像目标区域提取、钢轨表面缺陷识别及分类、扣件特征识别等关键技术，最后根据处理结果得出轨道部件的各种缺陷问题，并将其报告给铁路工作人员进行维护参考,同时还解决了使得消息处理无法形成连贯性以及繁琐和误失的问题。

Description

增强消息传送能力的轨道扣件的检测方法

技术领域

本发明属于轨道扣件技术领域，具体涉及一种基于计算机图像与视觉识别的轨道扣件检测系统及方法。

背景技术

在既有铁路、客运专线、高速铁路以及地铁线路日常维护管理中，目前是采用下述两种方法进行检测：

1、大量的巡道工人沿线目视巡查。

2、巡道车上装有视频采集系统,采集到视频图像,通过目视此视频检测线路及扣件问题。

这两种方式导致效率低，劳动强度大，无法及时了解轨道各部件的状态。轨道状态检测作为保障列车安全的重要手段，上述缺陷必然会成为一个急待解决的薄弱环节问题。

另外在巡道车上往往会设置着接收视频数据的现场的终端电脑，伴随着无线传输技术的发展，现在的现场的终端电脑往往会通过WIFI模块来经过无线网络同维护人员所在地的局域网相连接，该局域网内设置有同维护人员一一对应的若干监控电脑终端，当现场监控人员通过现场的终端电脑把接收到的视频或其他信息通过WIFI模块发送到监控电脑终端来同维护人员实现互动，在现有的这种监控体系下，现场监控人员发送信息来给维护人员的监控电脑终端包括如下的方法：

1.独立方式：即每个监控电脑终端分配一个IP地址，当现场监控人员发来信息之际，现场监控人员只需要按照这个IP地址对应的监控电脑终端建立链接，实时另外配备切换模块，在该监控电脑终端被其他信息占用并被维护人员所处理之际，能够切换到其他的监控电脑终端去处理。

2.统一方式：即在局域网中带入统一的服务器，这样由服务器集中依次地给出消息发送到监控电脑终端去处理。

而独立方式的问题在于：

(1)对于所有的监控电脑终端都要分配IP地址，这样在消息传输方面增加了复杂度，倘若有些监控电脑终端IP地址有变动，通常还得告诉所有监控人员来进行变化，而在监控人员数量不少时，这样的告知将会耗时耗力，很不方便；(2)在该监控电脑终端被其他信息占用并被维护人员所处理之际，能够切换到其他的监控电脑终端去处理就还得在部件上进行手动调度，即倘若在监控单位里，只要该监控电脑终端被其他信息占用并被维护人员所处理之际，这样的状态就会移至其他的监控电脑终端去处理，而这样的安排方法即为于所有的监控电脑终端上均要各自安排移至其他的监控电脑终端的发送地址，然而所述的发送地址变化时，就要再次变化，很为繁琐；(3)监控终端数量一旦增大，往往使得现场监控人员不容易辨别监控电脑终端具体所属，加大了误失的问题。

而统一方式的问题在于：

加了统一的服务器，这样由服务器集中依次地给出消息所要发送到的监控电脑终端去处理，由此固然利于现场监控人员掌握并容易辨识，问题却在于在现场监控人员交互信息之际，无法把此消息发送到此前持续同现场监控人员相联系的维护人员所用的监控电脑终端中进行处理，使得消息处理无法形成连贯性。

发明内容

本发明的目的提供一种增强消息传送能力的轨道扣件的检测方法，对于硬件系统所采集的图像数据，采用数字图像处理技术进行分析和处理，着重研究开发了轨道图像目标区域提取、钢轨表面缺陷识别及分类、扣件特征识别等关键技术，最后根据处理结果得出轨道部件的各种缺陷问题，并将其报告给铁路工作人员进行维护参考,同时还解决了使得消息处理无法形成连贯性以及繁琐和误失的问题。

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种增强消息传送能力的轨道扣件的检测方法的解决方案，具体如下：

一种增强消息传送能力的轨道扣件的检测方法，首先搭建轨道部件的图像检测系统，所述的轨道部件的图像检测系统包括设置在现场用作上位机的计算机，所述的上位机中设置有WIFI模块和模块化的软件系统，所述的软件系统包括图像定位采集系统、图像分析与处理系统、图像识别系统、图像数据库管理及浏览系统、转发模块，所述的WIFI模块经过无线网络同维护人员所在地与该无线网络相连接的若干监控电脑终端和服务器相连接，在检测轨道扣件时，通过图像定位采集系统、图像分析与处理系统、图像识别系统来获取检测结果，也就是图像定位采集系统通过软件程序控制硬件系统对轨道图像的采集，并记录小车行走的里程和缺陷位置这样的信息；图像处理系统对采集来的轨道图像进行预处理和目标区域的提取，为后续的缺陷检测奠定基础；图像识别系统将轨道各区域的各类缺陷识别出来，并确定其位置、大小，同时将各类缺陷进行分类，指出轨道缺陷类型；而图像数据管理及浏览系统以图形化的友好界面形式将检测结果展示给现场监控人员，以此为铁路检测部门提供信息；另外当需要把检测结果转发到监控电脑终端时，步骤如下：

步骤1：得到上位机的MAC地址或上位机的ID；

步骤2：确定是不是存在跟通过转发模块发送检测结果来的上位机的MAC地址或上位机的ID相应的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID：也就是于事先设置在服务器中的相应的映射表内检索是不是存在一个发送检测结果的上位机的MAC地址或上位机的ID相应的一个监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID，若存在，就把该监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID作为相应的监控电脑终端，若不存在，于事先设置在服务器中的相应的映射表内检索是不是存在另一个发送检测结果的上位机的MAC地址或上位机的ID相应的一个监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID，若存在，就把该监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID作为相应的监控电脑终端，所述的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID也就是对应的维护人员所用的监控电脑终端的索引；

步骤3：倘若存在相应的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID，就把所述的上位机同相应的监控电脑终端建立链接进行消息传送，若相应的监控电脑终端处在被其他信息占用并被维护人员所处理的状态下，服务器就发送消息到该上位机来提醒现场监控人员需要等待，并将该上位机发来的消息存放在缓存中；

步骤4：倘若不存在相应的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID，就把所述的上位机同择取的未被其他信息占用并被维护人员所处理的监控电脑终端建立链接进行消息传送；

步骤5：在链接或连接解除后，服务器就根据最近的链接或连接来进行对映射表的更新。

本发明的优点是：经由事先在服务器内构造上位机的MAC地址或上位机的ID一对二映射的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID的映射表，就能够检索到以前的曾经进行过消息传送的连接或链接，这样就能在上位机传送检测结果这样的消息时，能够准确地把现场监控人员的消息定位到相应的维护人员了，进而改善监控的针对性还能加强监控处理速度。

附图说明

图1是轨道部件的图像检测系统的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对发明内容作进一步说明：

参照图1所示，增强消息传送能力的轨道扣件的检测方法，首先搭建轨道部件的图像检测系统，所述的轨道部件的图像检测系统包括设置在现场用作上位机的计算机，所述的上位机中设置有WIFI模块和模块化的软件系统，所述的软件系统包括图像定位采集系统、图像分析与处理系统、图像识别系统、图像数据库管理及浏览系统、转发模块，所述的WIFI模块经过无线网络同维护人员所在地与该无线网络相连接的若干监控电脑终端和服务器相连接，在检测轨道扣件时，通过图像定位采集系统、图像分析与处理系统、图像识别系统来获取检测结果，也就是图像定位采集系统通过软件程序控制硬件系统对轨道图像的采集，并记录小车行走的里程和缺陷位置这样的信息；图像处理系统对采集来的轨道图像进行预处理和目标区域的提取，为后续的缺陷检测奠定基础；图像识别系统将轨道各区域的各类缺陷识别出来，并确定其位置、大小，同时将各类缺陷进行分类，指出轨道缺陷类型；而图像数据管理及浏览系统以图形化的友好界面形式将检测结果展示给现场监控人员，以此为铁路检测部门提供信息；另外当需要把检测结果转发到监控电脑终端时，步骤如下：

步骤1：得到上位机的MAC地址或上位机的ID：所述的得到上位机的MAC地址或上位机的ID的方式为经过现场监控人员通过上位机的转发模块通过WIFI模块来同服务器建立链接，也能够为通过上位机的转发模块来把上位机的MAC地址或上位机的ID封装在握手包内建立握手连接，由此能够凭借建立链接或者握手连接来得到上位机的MAC地址或上位机的ID；

步骤2：确定是不是存在跟通过转发模块发送检测结果来的上位机的MAC地址或上位机的ID相应的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID：也就是于事先设置在服务器中的相应的映射表内检索是不是存在一个发送检测结果的上位机的MAC地址或上位机的ID相应的一个监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID，若存在，就把该监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID作为相应的监控电脑终端，若不存在，于事先设置在服务器中的相应的映射表内检索是不是存在另一个发送检测结果的上位机的MAC地址或上位机的ID相应的一个监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID，若存在，就把该监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID作为相应的监控电脑终端，所述的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID也就是对应的维护人员所用的监控电脑终端的索引；这样的两种选择，确实加大了备选的力度和效率。

步骤3：倘若存在相应的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID，就把所述的上位机同相应的监控电脑终端建立链接进行消息传送，若相应的监控电脑终端处在被其他信息占用并被维护人员所处理的状态下，服务器就发送消息到该上位机来提醒现场监控人员需要等待，并将该上位机发来的消息存放在缓存中；

步骤4：倘若不存在相应的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID，就把所述的上位机同择取的未被其他信息占用并被维护人员所处理的监控电脑终端建立链接进行消息传送。在执行步骤1到步骤4之前事先在服务器内构造上位机的MAC地址或上位机的ID一对二映射的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID的映射表，该映射表能够凭借以前的进行消息传送的来构造，也能够是按照调度安排来构造的；所述的上位机的MAC地址或上位机的ID相应的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID能够为经过以前的进行消息传送的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID，也能够为按照调度安排来的；

步骤5：在链接或连接解除后，服务器就根据最近的链接或连接来进行对映射表的更新。

本发明的优点是：经由事先在服务器内构造上位机的MAC地址或上位机的ID一对二映射的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID的映射表，就能够检索到以前的曾经进行过消息传送的连接或链接，这样就能在上位机传送检测结果这样的消息时，能够准确地把现场监控人员的消息定位到相应的维护人员了，进而改善监控的针对性还能加强监控处理速度。采用数字图像处理技术进行分析和处理，着重研究开发了轨道图像目标区域提取、钢轨表面缺陷识别及分类、扣件特征识别等关键技术，最后根据处理结果得出轨道部件的各种缺陷问题，并将其报告给铁路工作人员进行维护参考,同时还解决了使得消息处理无法形成连贯性。在链接或连接解除后，服务器就根据最近的链接或连接来进行对映射表的更新，由此能够达到动态调节的作用，使得实时性更好。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种增强消息传送能力的轨道扣件的检测方法，其特征在于包括增强消息传送能力的轨道扣件的检测方法，首先搭建轨道部件的图像检测系统，所述的轨道部件的图像检测系统包括设置在现场用作上位机的计算机，所述的上位机中设置有WIFI模块和模块化的软件系统，所述的软件系统包括图像定位采集系统、图像分析与处理系统、图像识别系统、图像数据库管理及浏览系统、转发模块，所述的WIFI模块经过无线网络同维护人员所在地与该无线网络相连接的若干监控电脑终端和服务器相连接，在检测轨道扣件时，通过图像定位采集系统、图像分析与处理系统、图像识别系统来获取检测结果，也就是图像定位采集系统通过软件程序控制硬件系统对轨道图像的采集，并记录小车行走的里程和缺陷位置这样的信息；图像处理系统对采集来的轨道图像进行预处理和目标区域的提取，为后续的缺陷检测奠定基础；图像识别系统将轨道各区域的各类缺陷识别出来，并确定其位置、大小，同时将各类缺陷进行分类，指出轨道缺陷类型；而图像数据管理及浏览系统以图形化的友好界面形式将检测结果展示给现场监控人员，以此为铁路检测部门提供信息；另外当需要把检测结果转发到监控电脑终端时，步骤如下：

步骤1：得到上位机的MAC地址或上位机的ID：所述的得到上位机的MAC地址或上位机的ID的方式为经过现场监控人员通过上位机的转发模块通过WIFI模块来同服务器建立链接，也能够为通过上位机的转发模块来把上位机的MAC地址或上位机的ID封装在握手包内建立握手连接，由此能够凭借建立链接或者握手连接来得到上位机的MAC地址或上位机的ID；

步骤2：确定是不是存在跟通过转发模块发送检测结果来的上位机的MAC地址或上位机的ID相应的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID：也就是于事先设置在服务器中的相应的映射表内检索是不是存在一个发送检测结果的上位机的MAC地址或上位机的ID相应的一个监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID，若存在，就把该监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID作为相应的监控电脑终端，若不存在，于事先设置在服务器中的相应的映射表内检索是不是存在另一个发送检测结果的上位机的MAC地址或上位机的ID相应的一个监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID，若存在，就把该监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID作为相应的监控电脑终端，所述的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID也就是对应的维护人员所用的监控电脑终端的索引；

步骤3：倘若存在相应的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID，就把所述的上位机同相应的监控电脑终端建立链接进行消息传送，若相应的监控电脑终端处在被其他信息占用并被维护人员所处理的状态下，服务器就发送消息到该上位机来提醒现场监控人员需要等待，并将该上位机发来的消息存放在缓存中；

步骤4：倘若不存在相应的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID，就把所述的上位机同择取的未被其他信息占用并被维护人员所处理的监控电脑终端建立链接进行消息传送；

步骤5：在链接或连接解除后，服务器就根据最近的链接或连接来进行对映射表的更新。

2.根据权利要求1所述的增强消息传送能力的轨道扣件的检测方法，其特征在于在执行步骤1到步骤4之前事先在服务器内构造上位机的MAC地址或上位机的ID一对二映射的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID的映射表，该映射表能够凭借以前的进行消息传送的来构造，也能够是按照调度安排来构造的。

3.根据权利要求2所述的增强消息传送能力的轨道扣件的检测方法，其特征在于所述的上位机的MAC地址或上位机的ID相应的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID能够为经过以前的进行消息传送的监控电脑终端的MAC地址或监控电脑终端的ID，也能够为按照调度安排来的。