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基于三维图像的铁路扣件缺陷自动识别算法
  • ISSN号:1001-8360
  • 期刊名称:《铁道学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]西南交通大学土木工程学院,四川成都610031, [2]西南交通大学道路工程四川省重点实验室,四川成都610031, [3]俄克拉荷马州立大学土木与环境工程学院,俄克拉荷马OK74078, [4]西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室,四川成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金(51478398,51308477,U1534203);中央高校基本科研业务费专项资金(2682Q15CX091)
中文摘要:

针对当前铁路扣件状态自动识别准确率和稳定性不高等问题,利用直射式激光三角测量法原理研发扣件检测系统,采集不受环境光影响的高质量轨道三维数据。提出基于三维图像的扣件区域定位方法,并利用先验知识验证扣件位置以保证扣件定位的准确性;基于弹条的高度规律信息提取弹条,采用HGOH作为特征描述算子;根据特征向量的模是否等于零可识别出缺失扣件,将模不为零的特征向量送入已训练的SVM分类器,从而识别断裂扣件和完整扣件。室内试验研究结果表明,采用本文提出的扣件缺陷自动检测算法,识别准确率可达98.0%,能满足扣件缺陷自动化检测的需要。

英文摘要:

Aiming at the low recognition accuracy and stability of detection algorithms for railway fastener de-fects ,a novel fastener inspection system based on direct-type laser triangulation was developed to collect high quality three-dimensional railway data without the effects of environmental illumination. The effective fastener location algorithm based on 3D images verifying the location of fastener with priori-knowledge was presented to achieve high locating accuracy. The clip sub-images were extracted correctly from fastener region images based on the height characteristics of the clip. The method of Height Gradients Oriented Histogram( HGOH) was applied to extract the feature of images. If the norm of feature vector was zero, the image would be recognized as the missing fastener. Otherwise the feature vectors whose norm of the vector was not zero were fed into the trained Support Vector Machine(SVM) classifier to distinguish the broken and intact fasteners. The experi-mental results indicate that the average recognition rate of the proposed automatic inspection algorithm of fastener defects is 98. 0 % , w h i c h can m e e t the requirement of automatic fastener detection.

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期刊信息
  • 《铁道学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国铁道学会
  • 主编:王德
  • 地址:北京复兴路10号中国铁道学会
  • 邮编:100844
  • 邮箱:tdxb@vip.163.com
  • 电话:010-51848021 51873116
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-8360
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2104/U
  • 邮发代号:2-308
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊,百种中国杰出学术期刊,中国科协第一、二届优秀学术期刊,入选学位与研究生教育中文重要期刊目录,中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17030