一种列车运行中制动缸状态的识别方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及铁道交通，具体涉及一种列车运行中制动缸状态的识别方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、列车行车安全至关重要，车辆制动系统是否正常直接影响列车的行车安全。目前在车辆运行过程中，无法对车辆制动缸状态进行有效的识别，一旦发生制动缸制动故障，严重情况会导致车辆无法正常制动或无法正常缓解，有极大的安全隐患。

2、因此，为了提前预防以避免危险列车运行的情况发生，如何识别运行中车辆的制动缸状态是目前亟待解决的重要难题，以此实现当出现异常情况时能够提前报警，及时处理，防患于未然。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种列车运行中制动缸状态的识别方法、装置、设备及介质，以解决现有技术难以监测列车制动缸制动状态的问题。

2、根据第一方面，本发明实施例提供了一种列车运行中制动缸状态的识别方法，所述方法包括：

3、获取列车运行过程的制动缸图像；

4、对所述制动缸图像进行预处理；

5、对预处理后的所述制动缸图像进行二值化处理，从二值化的所述制动缸图像中确定包含制动缸区域的凸包，并确定所述凸包在二值化的所述制动缸图像的位置信息；所述位置信息包括偏移量和长宽；

6、基于所述位置信息，从对应的所述制动缸图像中裁剪出包含制动缸区域的最小区域图像；

7、根据制动缸伸缩杆和缸体的位置关系，从所述最小区域图像中分离出伸缩杆区域图像，并根据伸缩杆的长度像素占比，换算出伸缩杆的实际伸出距离；

8、基于所述实际伸出距离，生成制动缸状态。

9、结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述对预处理后的所述制动缸图像进行二值化处理，从二值化的所述制动缸图像中确定包含制动缸区域的凸包，并确定所述凸包在二值化的所述制动缸图像的位置信息，具体包括：

10、按照预设像素步进，对预处理后的所述制动缸图像依次从左到右、自上而下进行扫描并进行二值化处理，得到二值化图像；

11、从二值化的所述制动缸图像中确定包含制动缸区域的所述凸包；

12、确定所述凸包在二值化的所述制动缸图像中的所述位置信息。

13、结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述从二值化的所述制动缸图像中确定包含制动缸区域的所述凸包，具体包括：

14、从二值化的所述制动缸图像中确定位于预设区域内纵坐标值最小的制动缸像素点，将已确定的制动缸像素点确定为基准点；

15、确定二值化的所述制动缸图像中制动缸像素点与基准点之间的幅角，基于幅角对制动缸像素点进行升序排序，确定制动缸像素点对应的排序值；

16、建立一个空栈，将基准点以及最小排序值对应的制动缸像素点依次压入栈；

17、确定栈顶点与相邻的栈元素分别对应的制动缸像素点之间的连接直线，按照排序的顺序，确定制动缸像素点与连接直线的位置关系；

18、确定制动缸像素点位于连接直线的左边，将制动缸像素点压入栈，更新栈顶点以及连接直线；

19、确定制动缸像素点位于连接直线的右边，栈顶点出栈，更新栈顶点以及连接直线；

20、遍历具有排序值的所有制动缸像素点，确定栈中元素，连接相邻元素对应的制动缸像素点，得到所述凸包。

21、结合第一方面第一实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述确定所述凸包在二值化的所述制动缸图像中的所述位置信息，具体包括：

22、确定所有二值化的所述制动缸图像对应的所述凸包对应的匹配度；

23、确定匹配度最高的所述凸包在二值化的所述制动缸图像的位置信息。

24、结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，该方法中通过训练好的制动缸识别模型确定所述凸包的匹配度；

25、所述制动缸识别模型用于从所述凸包中提取得到制动缸特征，并根据所述制动缸特征包含的特征信息，确定制动缸特征的匹配度。

26、结合第一方面，在第一方面第五实施方式中，所述对所述制动缸图像进行预处理，具体包括：

27、对制动缸图像进行等比例缩放；

28、对比例缩放后的制动缸图像进行直方图均衡化，调整图像的对比度和亮度。

29、结合第一方面，在第一方面第六实施方式中，所述获取列车运行过程的制动缸图像，具体包括：

30、获取列车运行过程的车底图像；

31、从车底图像中确定位于列车目标位置的图像并作为制动缸图像。

32、根据第二方面，本发明实施例还提供了一种列车运行中制动缸状态的识别装置，所述装置包括：

33、获取模块，用于获取列车运行过程的制动缸图像；

34、预处理模块，用于对所述制动缸图像进行预处理；

35、提取模块，用于对预处理后的所述制动缸图像进行二值化处理，从二值化的所述制动缸图像中确定包含制动缸区域的凸包，并确定所述凸包在二值化的所述制动缸图像的位置信息；所述位置信息包括偏移量和长宽；

36、裁剪模块，用于基于所述位置信息，从对应的所述制动缸图像中裁剪出包含制动缸区域的最小区域图像；

37、换算模块，用于根据制动缸伸缩杆和缸体的位置关系，从所述最小区域图像中分离出伸缩杆区域图像，并根据伸缩杆的长度像素占比，换算出伸缩杆的实际伸出距离；

38、识别模块，用于基于所述实际伸出距离，生成制动缸状态。

39、根据第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或第一方面中任一项优选实施例所述的列车运行中制动缸状态的识别方法。

40、根据第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或第一方面中任一项优选实施例所述的列车运行中制动缸状态的识别方法。

41、本发明提供的一种列车运行中制动缸状态的识别方法、装置、设备及介质，通过采集列车运行时的制动缸图像，并通过预处理、二值化处理从中分离出制动缸部位并进行二次识别，得到伸缩杆的实际伸出距离，能够快速准确对制动缸活塞杆状态识别，生成实时的制动缸状态，可以对高速运行中的车辆制动缸状态识别并实时反馈识别结果，为铁路列车行车安全提供保障。

技术特征：

1.一种列车运行中制动缸状态的识别方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的列车运行中制动缸状态的识别方法，其特征在于，所述对预处理后的所述制动缸图像进行二值化处理，从二值化的所述制动缸图像中确定包含制动缸区域的凸包，并确定所述凸包在二值化的所述制动缸图像的位置信息，具体包括：

3.根据权利要求2所述的列车运行中制动缸状态的识别方法，其特征在于，所述从二值化的所述制动缸图像中确定包含制动缸区域的所述凸包，具体包括：

4.根据权利要求2所述的列车运行中制动缸状态的识别方法，其特征在于，所述确定所述凸包在二值化的所述制动缸图像中的所述位置信息，具体包括：

5.根据权利要求4所述的列车运行中制动缸状态的识别方法，其特征在于，该方法中通过训练好的制动缸识别模型确定所述凸包的匹配度；

6.根据权利要求1所述的列车运行中制动缸状态的识别方法，其特征在于，所述对所述制动缸图像进行预处理，具体包括：

7.根据权利要求1所述的列车运行中制动缸状态的识别方法，其特征在于，所述获取列车运行过程的制动缸图像，具体包括：

8.一种列车运行中制动缸状态的识别装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述列车运行中制动缸状态的识别方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述列车运行中制动缸状态的识别方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种列车运行中制动缸状态的识别方法、装置、设备及介质，涉及铁道交通技术领域，该方法包括：获取列车运行过程的制动缸图像；对制动缸图像进行预处理；对制动缸图像进行二值化处理，从制动缸图像中确定包含制动缸区域的凸包，并确定凸包在二值化的制动缸图像的位置信息；基于位置信息，从制动缸图像中裁剪出包含制动缸区域的最小区域图像；根据制动缸伸缩杆和缸体的位置关系，分离出伸缩杆区域图像，并根据伸缩杆的长度像素占比，换算出伸缩杆的实际伸出距离；基于实际伸出距离，生成制动缸状态。本发明能够生成实时的制动缸状态，可以对高速运行中的车辆制动缸状态识别并实时反馈识别结果，为铁路列车行车安全提供保障。

技术研发人员：王路,菅文静,李开颜,王志新,敬甫盛
受保护的技术使用者：国能铁路装备有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16