[00006176]一种铁路防护栏网自动检测系统及破损识别方法

　　本发明涉及一种铁路防护栏网自动检测系统及破损识别方法，包括高速数字摄像机、高速图像采集卡、车载防护栏网检测计算机、卫星定位模块、照度智能补光装置、无线数据收发模块、远程后台管理服务器以及智能手机，由搭载在列车车厢上的高速摄像机拍摄铁路两侧防护栏网图像并经计算机处理，识别铁路两侧防护栏网是否破损。其识别率高、检测范围宽、稳定性好、处置速度快，工作效率比人工巡视提高5倍以上。

　　一种铁路防护栏网破损识别方法，其特征是：包括以下步骤：

　　①安装在列车上的两台高速数字摄像机可以在较大范围内拍摄到铁路线路两侧防护栏网，其拍摄角度不小于120°；

　　②通过安装在车载防护栏网检测计算机上的高速图像采集卡接收高速数字摄像机输出的图像，并存储到车载防护栏网检测计算机内存中；

　　③通过运行安装在车载防护栏网检测计算机上防护栏网破损识别系统对图像进行分析与完整性判断，并计算防护栏网的破损面积以及通过卫星定位模块确定地理坐标；

　　④经识别系统处理后的防护栏网破损信息数据存储到车载防护栏网检测计算机硬盘中，并通过无线数据收发模块将检测结果发送给远程后台管理服务器；

　　⑤远程后台管理服务器将接收的防护栏网破损信息进行危害性评估，并将评估结果通过网络发送到所属地段维修管理部门负责人持有的智能手机中；

　　⑥所属地段维修人员接收到防护栏网破损信息后前往实地查看与维修，并将维修处理结果传回远程后台管理服务器；其中，所述的车载防护栏网检测计算机中的识别系统对采集的图像识别过程如下：

　　第一步，提取视频中的每一帧图像图片并根据行驶速度去除拍摄图片中的重复区域；

　　第二步，利用Mean Shift图像分割，具体为：选取合适的色度带宽hr和空间带宽hs，将图像的像素点循环执行以下步骤：

　　（1）设置初始下标j＝1，迭代次数k，初始待处理点yi,1＝xi；

　　（2）循环计算下式：

　　从而得到yi,j+1，令yi,j＝yi,j+1,j＝j+1,k＝k+1，直到当前|yi,j+1-yi,1|<；ε收敛达到收敛条件或k>；K时，当前yi,j+1记为收敛值yi,c；

　　（3）赋值具体为：循环结束后得到初始滤波平滑图像，将含有相同收敛值的像素点划分为同一区域，然后再按照以下准则合并，就可以得到分割图像：①合并那些空间距离小于空间带宽hs的相邻区域；②合并色度域差值小于色度带宽hr的相邻区域，重新计算区域色度值；

　　第三步，图像分割后的区域合并，具体为：

　　（1）按照设定的最小面积M0，将所有的区域面积小于M0的小区域直接合并到相邻的大区域中；

　　（2）针对被分割图像R，分别计算出边缘图像E、标识矩阵B的构建区域邻接图RAG，并且计算每个区域的面积S（Ri）；

　　（3）依据相似性准则，依次合并面积最小的区域，即将其合并至相似度最大的相邻区域中去；

　　（4）更新区域邻接图RAG，重复第三步中的（3），直到所有区域的面积大于阈值M1；

　　第四步，图像区域合并后的二值化，具体为：

　　（1）选择合适的不同的颜色范围双阈值，将图像的三个分量分别执行二值化操作；

　　（2）将三张二值图执行与操作，得到最后的网格区域二值图；

　　第五步，防护栏网格区域直线检测提取网格，其流程如下：

　　（1）对二值图进行直线检测，保存直线；

　　（2）去掉其中theta不在（-6,6），（84,90），（-90，?84）范围内的直线；

　　（3）合并距离小于18的直线，然后去掉小于10的直线；

　　（4）根据先验信息测出图像中的网格的竖直线的像素间距Dl≈63，根据计算得出直线的像素间距Dr1、Dr2，然后去除非网格直线；

　　（5）根据已知直线位置判断相邻直线位置是否有直线，没有，则指定与直线距离的（60，70）范围内检测最长直线，直到相邻直线位置坐标溢出；

　　第六步，网格区域破损识别，具体为：根据第五步得到的直线网格，用最大外接矩形标定网格区域，并计算其中是否存在面积大于破损阈值的连通域；如果存在则标定该连通域，然后判定此图片中防护栏网存在破损并保存、报警与发送。