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基于计算机视觉的轨道扣件缺陷自动检测算法研究
  • ISSN号:1001-8360
  • 期刊名称:《铁道学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP391.41[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:西南交通大学机械工程学院,四川成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金(51275431);四川省科技支撑计划(2012GZ0102,2014GZ0005);2014年西南交通大学博士创新基金
中文摘要:

针对轨道扣件缺陷自动识别问题,提出一种基于图像融合特征和贝叶斯压缩感知的图像分类识别方法。从轨道图像中分割出扣件子图像,并分别提取其改进的边缘梯度特征IEOH和扣件端部的宏观纹理特征MSLBP;利用层级加权融合将二者融合形成鲁棒的、分辨力更强的IEOH_MSLBP特征;在贝叶斯压缩感知模型的基础上根据训练样本构建传感矩阵,求解待测试样本相应的稀疏系数矢量,并根据系数矢量中对应训练样本类别的各元素的L2范数判定待测试扣件的状态。实验结果表明,使用IEOH_MSLBP特征的平均检测准确率比单独使用IEOH、MSLBP特征分别高出5.1%、4.7%;同时,本文所提检测方法相较于主流方法在识别率方面具有一定优势,可为铁路扣件自动化巡检提供重要技术借鉴。

英文摘要:

Aiming at automatic identification of rail fastener defects, an image classification and recognition method based on image fusion feature and Bayesian compressive sensing(BCS) was presented. First, when the fastener sub-image was segmented from the track image, the improved edge orientation histograms(IEOH) and macroscopic local binary pattern(MSLBP) were extracted separately. Then, the two were merged into a more robust IEOH_MSLBP fusion feature via hierarchical weighted ensemble. Finally, on the basis of the BCS model, the sensing matrix was constructed based on all training samples, to solve the sparse coefficient vectors corresponding to the test samples, and then to perform the fastener recognition according to the L2 norm corre-sponding to each of training types in the sensing matrix. The experimental results indicated that the average recognition rate based on the IEOH_MSLBP feature was 5. 1% higher than that of the IEOH feature and 4. 7 % higher than that of the MSLBP feature. Meanwhile, the proposed algorithm has a higher recognition rate than several mainstream methods, which can provide important technical reference for automated inspection of railway fasteners.

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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