鲁棒实时钢轨表面擦伤检测算法研究 被引量：26

1

作者 任盛伟 李清勇 +3 位作者 许贵阳 韩强 罗四维 冯其波 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期25-29,共5页

应用图像处理和模式识别技术,分析高速线阵扫描相机采集的钢轨数字图像,提出鲁棒实时的钢轨表面擦伤检测算法。这种算法首先分析采集图像在垂直方向的投影曲线,提取准确钢轨图像;之后,借鉴人类视觉对比度感知机理,将钢轨灰度图转换为灰... 应用图像处理和模式识别技术,分析高速线阵扫描相机采集的钢轨数字图像,提出鲁棒实时的钢轨表面擦伤检测算法。这种算法首先分析采集图像在垂直方向的投影曲线,提取准确钢轨图像;之后,借鉴人类视觉对比度感知机理,将钢轨灰度图转换为灰度对比图,并基于最大熵原理进行二值化处理,分割出可疑擦伤区域;然后根据经验知识判定钢轨表面的可疑擦伤。实验验证表明:新算法的检测性能高,平均准确率为90.7%,平均漏检率为3.95%;检测速度快,平均检测时间不超过40 ms。 展开更多

关键词 钢轨表面擦伤 检测 对比度感知 最大熵原理 算法

下载PDF 职称材料

构架式轨距——轨向检测系统信号合成算法及系统验证 被引量：4

2

作者 任盛伟 许贵阳 +2 位作者 冯其波 杨超 胡伟强 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期79-83,共5页

通过对图像传感器输出的轨距左右偏移信号和左右高低偏移信号、加速度计输出信号和车体惯性平台输出的轨道倾角信号进行合成处理,得到准确的轨距和轨向测量结果。从理论上推导轨向的合成算法,对安装于轨距测量梁中心的轨向加速度计的响... 通过对图像传感器输出的轨距左右偏移信号和左右高低偏移信号、加速度计输出信号和车体惯性平台输出的轨道倾角信号进行合成处理,得到准确的轨距和轨向测量结果。从理论上推导轨向的合成算法,对安装于轨距测量梁中心的轨向加速度计的响应进行重力和旋转运动修正后,与三角窗函数卷积运算,得到轨距测量梁中心横向位移的二阶差分,然后再通过二次积分和滤波得到左右轨向值。通过设计模拟低通滤波和相应的数字滤波器,实现了加速度滤波器的幅频响应与检测车速度无关,保证了系统的检测精度。对轨向加速度计测得的位移和摄像式轨距系统测得的位移进行比较,验证了系统测量原理和合成算法的正确性。经静态验证和现场试验,结果证明构架式轨距—轨向检测系统具有检测精度高、性能稳定和故障率低的优点。 展开更多

关键词 轨距—轨向检测 合成算法 数字滤波 轨检车

下载PDF 职称材料

轨道高低自适应测量系统 被引量：3

3

作者 任盛伟 冯其波 +2 位作者 许贵阳 王彦君 姚福兴 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期11-15,共5页

轨检车的CP-3型轨道高低测量装置采用惯性法测量,测量结果受到行车速度影响.因此在轨检车的CP-3型轨道高低测量装置中将速度分成了三档,测量时依据行车速度由人工进行调节,这给测量带来较大的不便,并容易引入测量误差.为此作者通过对左... 轨检车的CP-3型轨道高低测量装置采用惯性法测量,测量结果受到行车速度影响.因此在轨检车的CP-3型轨道高低测量装置中将速度分成了三档,测量时依据行车速度由人工进行调节,这给测量带来较大的不便,并容易引入测量误差.为此作者通过对左右高低加速度计输出的加速度信号、位移传感器输出的左右高低加速度计和左右高低测量点的垂向位移信号、车体惯性平台输出的车体倾角信号进行合成处理,并结合自行设计的模拟低通滤波和相应的数字滤波器,实现了加速度滤波器的幅频响应与检测车速度无关,即自适应测量.该系统的现场试验结果表明,高低的检测结果是正确的,可以满足现场使用要求. 展开更多

关键词 轨检车 高低 数字滤波

下载PDF 职称材料

GJ-3型轨检车检测系统的升级改造 被引量：1

4

作者 任盛伟 刘铁 +2 位作者 许贵阳 王彦君 张伟 《铁道建筑》 北大核心 2005年第11期71-73,共3页

文章介绍了改造后GJ-3型轨道检查车的系统组成,说明高低、轨向、水平、三角坑、速度里程及车体加速度的测量原理,以及测量数据的处理过程,并将改造后GJ-3型轨道检查车检测结果和GJ-4型轨道检查车的性能进行了对比。

关键词 轨检车 轨道不平顺 数据处理

下载PDF 职称材料

等弦法对轨道不平顺测量滤波特性影响的研究 被引量：6

5

作者 任盛伟 《铁道建筑》 北大核心 2006年第2期83-84,共2页

文章从空域和频域两个角度讨论了等弦测量法对轨道不平顺测量结果滤波特性的影响,这种滤波特性是指轨道不平顺的长波长成分被极大地衰减,短波长成分则随波长变化起伏振荡。文章将弦测法的结果与轨道检查车的拟空间曲线输出结果进行了对比。

关键词 等弦测量 轨道不平顺 波长

下载PDF 职称材料

基于计算机视觉的车载轨道巡检系统研制 被引量：70

6

作者 许贵阳 史天运 +2 位作者 任盛伟 韩强 王登阳 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期139-144,共6页

基于计算机视觉的车载轨道巡检系统由图像数据采集、数据分析和信息管理3个子系统组成;采用线阵相机进行1.6mm等间距运动扫描,并运用多线程交互和虚拟内存映射技术实现运动状态下轨道图像数据的采集和存储;在分析轨道图像病害特征的基础... 基于计算机视觉的车载轨道巡检系统由图像数据采集、数据分析和信息管理3个子系统组成;采用线阵相机进行1.6mm等间距运动扫描,并运用多线程交互和虚拟内存映射技术实现运动状态下轨道图像数据的采集和存储;在分析轨道图像病害特征的基础上,运用主成分分析、线性判别分析和Adaboost等方法建立机器学习模型,实现对钢轨、扣件和道床3个区域病害的模式识别。应用验证表明:系统能够有效检出钢轨表面擦伤、扣件缺失和移位以及轨道板裂纹等病害,其中钢轨表面擦伤、扣件缺失的检出率达95%;能够代替传统的人工步行巡道,而且最高巡检速度可达160km.h-1。 展开更多

关键词 轨道巡检 计算机视觉 线阵相机 高速铁路

下载PDF 职称材料

基于多目立体视觉的接触网几何参数测量方法 被引量：28

7

作者 周威 孙忠国 +4 位作者 任盛伟 张文轩 汪海瑛 戴鹏 王燕国 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期104-109,共6页

采用多目立体视觉技术,研究基于4个线阵相机的接触网几何参数非接触式测量方法。运用欧式空间变换和透视投影变换建立线阵相机模型,运用立体视觉的三角法测量原理建立拉出值和导高的几何参数测量模型,经过图像差分预处理、目标探测、特... 采用多目立体视觉技术,研究基于4个线阵相机的接触网几何参数非接触式测量方法。运用欧式空间变换和透视投影变换建立线阵相机模型,运用立体视觉的三角法测量原理建立拉出值和导高的几何参数测量模型,经过图像差分预处理、目标探测、特征描述和目标定位4个环节,实现接触网几何参数的非接触测量。基于该非接触式测量方法的检测装置经在中国铁道科学研究院环形铁道试验基地和沪昆客运专线进行现场测试,结果表明：拉出值和导高的测量精度满足±10mm的要求;在160~385km·h-1列车速度下,测量数据的重复性良好,可用于新建接触网工程的低速静态检测以及运营线路接触网的周期性动态巡检。 展开更多

关键词 接触网 几何参数 非接触测量 图像处理 多目立体视觉

下载PDF 职称材料

基于钢轨图像频域特征的钢轨波磨检测方法 被引量：19

8

作者 李清勇 章华燕 +2 位作者 任盛伟 戴鹏 李唯一 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期24-30,共7页

通过统计分析钢轨图像中钢轨波磨线和背景线的傅里叶变换系数,发现波磨线的能量集中在频率比较低的区间,而背景线的能量分布比较分散。基于此钢轨图像的频域特征提出了新的钢轨波磨检测方法。首先设计并采用基于位置加权的钢轨定位算法... 通过统计分析钢轨图像中钢轨波磨线和背景线的傅里叶变换系数,发现波磨线的能量集中在频率比较低的区间,而背景线的能量分布比较分散。基于此钢轨图像的频域特征提出了新的钢轨波磨检测方法。首先设计并采用基于位置加权的钢轨定位算法,以快速从轨道图像中提取出钢轨的图像;然后基于钢轨图像每列的傅里叶变换特征,提出频率阈值法和累积能量阈值法2种钢轨波磨线识别算法;最后依据识别出的钢轨波磨线的连续性判定钢轨的波磨区间。结合实际线路的轨道图像,采用新方法和传统方法进行钢轨波磨检测效果的对比试验。结果表明:新方法的精准率和召回率分别为92.19%和97.25%,比传统方法提高了约4%和11%,检测速度也提高了1倍以上。 展开更多

关键词 钢轨波磨 轨道检测 傅里叶变换 波磨线 波磨区间 图像频域特征

下载PDF 职称材料

GJ—4型轨检车轨距-轨向检测系统改造 被引量：17

9

作者 刘铁 任盛伟 +3 位作者 许贵阳 顾世平 杨超 赵延峰 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期137-140,共4页

原GJ—4型轨检车的轨距-轨向测量装置安装于轴箱上的轨距吊梁上。随着我国铁路行车速度不断提高,轨距吊梁相对于安装基准的位移加大,梁本身震动增大,造成轨距、轨向测量准确性显著下降,甚至有时无法检测,严重影响线路检查工作。为此对... 原GJ—4型轨检车的轨距-轨向测量装置安装于轴箱上的轨距吊梁上。随着我国铁路行车速度不断提高,轨距吊梁相对于安装基准的位移加大,梁本身震动增大,造成轨距、轨向测量准确性显著下降,甚至有时无法检测,严重影响线路检查工作。为此对轨检车轨距-轨向系统进行改造。以激光摄像式轨距-轨向系统替换现有的光电伺服式轨距-轨向系统。采用加大延时的方法解决轨距轨向信号与其他检测信号的同步问题。数据处理系统的升级改造采用面向字节的同步协议优化传输数据,实现网络中资源共享、实时显示和几何波形打印,以及实时超限编辑和汇总资料打印。该项技术已在全路GJ—4型轨检车上推广使用。 展开更多

关键词 轨距-轨向 激光摄像 检测系统 轨检车 轨道管理

下载PDF 职称材料

高速车载数字图像采集关键技术研究 被引量：6

10

作者 戴鹏 王卫东 +2 位作者 任盛伟 韩强 李唯一 《计算机测量与控制》 北大核心 2014年第1期267-269,共3页

研究了高速车载数字图像采集技术的设计原理及软件模型。阐述了应用线阵相机进行运动扫描获取无冗余图像的驱动控制方法,并推导了采集频率与图像分辨率之间的约束关系;介绍了基于反馈控制原理的参数自动调节技术;在采集软件设计上,提出... 研究了高速车载数字图像采集技术的设计原理及软件模型。阐述了应用线阵相机进行运动扫描获取无冗余图像的驱动控制方法,并推导了采集频率与图像分辨率之间的约束关系;介绍了基于反馈控制原理的参数自动调节技术;在采集软件设计上,提出了一种基于事件驱动的三级处理存储模型。对技术在高速铁路轨道、接触网数字采集系统设计中的应用成果进行了展示,系统以1.62mm分辨率在160km/h速度条件下完成图像采集,其图像最高分辨率可达0.54mm。 展开更多

关键词 高速车载采集 线阵相机 反馈控制 事件驱动 高速铁路

下载PDF 职称材料

车载轨道巡检系统研制 被引量：8

11

作者 韩强 戴鹏 +4 位作者 谭松 李唯一 任盛伟 周威 张永盛 《铁道建筑》 北大核心 2014年第11期144-147,共4页

论述了车载轨道巡检系统结构及各子系统设计方案。巡检系统由轨道图像采集、数据分析和数据管理3个子系统构成。图像采集子系统采用线阵CCD等间距运动扫描获取轨道图像。基于机器学习理论构建了数据分析子系统,可对钢轨表面伤损、扣件... 论述了车载轨道巡检系统结构及各子系统设计方案。巡检系统由轨道图像采集、数据分析和数据管理3个子系统构成。图像采集子系统采用线阵CCD等间距运动扫描获取轨道图像。基于机器学习理论构建了数据分析子系统,可对钢轨表面伤损、扣件异常进行智能识别。数据管理子系统可对检出缺陷进行组合查询并输出报表。该系统目前已应用于我国各高速铁路干线,对轨道主体设备外观进行普查,最高检测速度可达160 km/h。 展开更多

关键词 轨道巡检 线阵CCD 机器学习 智能识别

下载PDF 职称材料

高速铁路基础设施综合检测技术 被引量：18

12

作者 王卫东 顾世平 +4 位作者 高利民 张文轩 魏世斌 田新宇 任盛伟 《铁路技术创新》 2015年第2期11-16,共6页

高速综合检测列车采用惯性测量、射频定位同步、网络数据交换、视频图像实时分辨及数据综合处理等先进技术,能有效提高高铁线路基础设施装备的检测效率,为高速铁路基础设施的养护维修提供重要的技术支撑。介绍高速综合检测列车检测系统... 高速综合检测列车采用惯性测量、射频定位同步、网络数据交换、视频图像实时分辨及数据综合处理等先进技术,能有效提高高铁线路基础设施装备的检测效率,为高速铁路基础设施的养护维修提供重要的技术支撑。介绍高速综合检测列车检测系统组成、系统总体框架等,并详细阐述各子系统的系统组成、基本检测原理和检测项目。 展开更多

关键词 高速铁路 综合检测列车 基础设施 检测

下载PDF 职称材料

射频识别定位技术在高速铁路动态检测中的应用 被引量：9

13

作者 张玉民 王登阳 +1 位作者 韩强 任盛伟 《铁道建筑》 北大核心 2013年第10期114-117,共4页

为了解决高速铁路基础设施动态检测中检测数据的精确定位问题,提出了基于射频识别(RFID)定位技术的检测列车定位方案:在接触网支柱安装电子射频标签,在检测列车内安装射频阅读器,当检测列车高速通过电子标签时,车内的射频阅读器可瞬时... 为了解决高速铁路基础设施动态检测中检测数据的精确定位问题,提出了基于射频识别(RFID)定位技术的检测列车定位方案:在接触网支柱安装电子射频标签,在检测列车内安装射频阅读器,当检测列车高速通过电子标签时,车内的射频阅读器可瞬时获取到标签里程信息,实现检测列车精确定位。通过性能比选和大量现场试验,选定了作为定位源的电子射频标签,并在北京局管内的京沪高速铁路对该定位方案进行了试验验证,结果表明单点里程定位重复性平均达到0.37 m,定位精度达到2 m,满足高速铁路基础设施检测定位需求。 展开更多

关键词 RFID 电子标签 里程定位

下载PDF 职称材料

基于GPU的高速铁路扣件实时探测技术 被引量：1

14

作者 王梦雪 陶卫 +4 位作者 杨金峰 吴芳 赵辉 王卫东 任盛伟 《大连交通大学学报》 CAS 2011年第6期63-67,共5页

针对传统的图像模式识别算法提出一种GPU加速新方法,结合对CUDA架构的分析,通过充分利用GPU优秀的并行计算能力和高存储器带宽提高图像处理速度.分别对不同大小及不同批数量(单次处理图像数)的图像进行识别处理,并对其进行了多种优化,... 针对传统的图像模式识别算法提出一种GPU加速新方法,结合对CUDA架构的分析,通过充分利用GPU优秀的并行计算能力和高存储器带宽提高图像处理速度.分别对不同大小及不同批数量(单次处理图像数)的图像进行识别处理,并对其进行了多种优化,实验证明相同算法在GPU上的实现与CPU相比处理速度最高提升了600倍左右,达到了平均每幅图优于2 ms的处理速度.此项技术已成功应用于高速铁路扣件在线探测,为高速铁路安全信息在线监测提供了新的有效的手段和方法. 展开更多

关键词 图像模式识别算法 GPU 加速比

下载PDF 职称材料

基于半监督深度学习的无砟轨道扣件缺陷图像识别方法 被引量：33

15

作者 戴鹏 王胜春 +3 位作者 杜馨瑜 韩强 王昊 任盛伟 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期43-49,共7页

提出基于置信图的扣件子图快速定位算法,即基于概率图模型构建扣件子图邻域纹理图和初始引导图与被定位图之间的置信图,并通过计算置信图的最大极值点实现对扣件子图中心点的快速定位。在此基础上,针对无砟轨道扣件缺陷样本相对稀缺的问... 提出基于置信图的扣件子图快速定位算法,即基于概率图模型构建扣件子图邻域纹理图和初始引导图与被定位图之间的置信图,并通过计算置信图的最大极值点实现对扣件子图中心点的快速定位。在此基础上,针对无砟轨道扣件缺陷样本相对稀缺的问题,提出基于半监督深度学习的扣件缺陷图像识别方法,即首先采用稀疏自编码(SAE)网络在无标签的数据集进行迭代学习获得扣件子图稀疏表征,然后将训练好的SAE网络连接softmax层组成分类网络,最后在有人工类别标注的小数据集进行二次训练及参数微调获得最终的识别模型。通过在装配WJ-7型扣件的CTRS-Ⅰ和WJ-8型扣件的CTRS-Ⅱ型无砟轨道图像进行应用测试和方法验证。结果表明:该方法可快速精确定位扣件并识别扣件缺失、弹条折断、弹条移位3类缺陷,有效检出率达95%以上。 展开更多

关键词 扣件缺陷 图像识别 半监督深度学习 置信图 纹理图 稀疏自编码

下载PDF 职称材料

车载动态条件下钢轨廓形快速追踪算法 被引量：6

16

作者 赵鑫欣 王胜春 +3 位作者 王昊 夏承亮 杜馨瑜 任盛伟 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期145-155,共11页

高速综合检测列车高速运行时,车载非接触式钢轨廓形检测系统对钢轨廓形追踪的影响因素,主要包括钢轨结构、车体运动姿态和环境光照变化。为有效避免以上因素的影响,提出基于时空上下文信息的快速追踪和最近点迭代的钢轨廓形定位算法。首... 高速综合检测列车高速运行时,车载非接触式钢轨廓形检测系统对钢轨廓形追踪的影响因素,主要包括钢轨结构、车体运动姿态和环境光照变化。为有效避免以上因素的影响,提出基于时空上下文信息的快速追踪和最近点迭代的钢轨廓形定位算法。首先,基于标准钢轨廓形,计算实测钢轨的轨头目标特征;然后,根据时空上下文信息更新廓形追踪区域的置信图;最后,利用点迭代最近算法快速定位钢轨位置,并持续追踪钢轨廓形区域。将该算法与已有追踪算法对比,结果表明:该算法准确率约99.7%,且可适用于道岔区段,相比已有追踪算法处理效率提升约40%,可满足高速综合检测列车350 km·h-1检测准确性和时效性的要求。 展开更多

关键词 钢轨廓形 目标追踪 时空上下文信息 置信图 图像匹配

下载PDF 职称材料

基于控制器局域网总线的车载轨道检测系统设计研制 被引量：3

17

作者 李颖 王昊 +4 位作者 侯智雄 赵延峰 杜馨瑜 魏世斌 任盛伟 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期163-170,共8页

为提高检测性能、简化系统结构,设计研制基于控制器局域网(CAN)总线的车载轨道检测系统,全部使用数字信号传感器,并将分立式传感器集成,将检测梁安装在车下,以检测梁作为惯性器件、激光摄像组件和数字式地面标志传感器ALD的安装平台;基... 为提高检测性能、简化系统结构,设计研制基于控制器局域网(CAN)总线的车载轨道检测系统,全部使用数字信号传感器,并将分立式传感器集成,将检测梁安装在车下,以检测梁作为惯性器件、激光摄像组件和数字式地面标志传感器ALD的安装平台;基于惯性基准测量技术、激光摄像测量技术、图像处理技术,通过CAN总线网络进行数字信号同步采集和传输,并根据检测梁与轨道之间的运动姿态关系,结合数字滤波及误差补偿和修正技术,建立与系统结构相匹配的数学计算模型,得到轨道的轨距、高低、轨向和水平等几何参数。通过实验室标定、第三方检验和现场实车测试,基于CAN总线的车载轨道检测系统的准确性、重复性和再现性等技术指标均达到相应的要求,且与现有型号的车载轨道检测系统相比零备件损耗可降低46%。 展开更多

关键词 CAN总线 轨道检测系统 数字技术 数字信号处理 惯性测量

下载PDF 职称材料

高速综合检测列车 被引量：13

18

作者 王卫东 顾世平 +1 位作者 杨超 任盛伟 《铁路技术创新》 2012年第1期12-15,共4页

正高速综合检测列车以高速动车组为载体,加装了轨道检测、弓网检测、轮轨动力学检测、通信检测、信号检测等精密测量设备,集成现代测量、时空定位同步、大容量数据交换、实时图像识别和数据综合处理等先进技术,在高速运行中可对轨道、... 正高速综合检测列车以高速动车组为载体,加装了轨道检测、弓网检测、轮轨动力学检测、通信检测、信号检测等精密测量设备,集成现代测量、时空定位同步、大容量数据交换、实时图像识别和数据综合处理等先进技术,在高速运行中可对轨道、接触网、通信、信号等基础设施状态进行等速检测,是提高铁路基础设施检测效率、指导现场养护维修、确保列车运营安全的重要技术装备。 展开更多

关键词 安全综合检测车 高速列车 接触网 铁路基础设施 高速铁路 信号检测 检测速度 轨道检测 综合处理 轮轨动力学

下载PDF 职称材料

计算机辅助全自动位移散斑测量技术的研究

19

作者 柳海波 任盛伟 林铁生 《光电子技术与信息》 1997年第6期1-6,共6页

本文提出了一种计算机辅助的全自动位移散斑测量技术，用CCD摄像机拍摄物体位移前后的散斑图，然后重叠、分割图像，对于图像进行两次快速傅里叶变换，最后通过寻找峰值点位置，并由此计算得位移矢量．

关键词 用斑测量法 快速傅里叶变换 插值法 光电子学

下载PDF 职称材料

轨道状态巡检系统 被引量：2

20

作者 韩强 任盛伟 +2 位作者 戴鹏 王登阳 谭松 《铁路技术创新》 2012年第1期48-50,共3页

正随着既有线提速和高速铁路的陆续建设,动车组高速运行对铁路各项基础设施养护维修提出了更高要求。轨道作为重要的铁路基础设施,其运用状态对行车安全具有直接和至关重要的影响。因此,必须加强对其动态检测和状态监控,及时指导养护维... 正随着既有线提速和高速铁路的陆续建设,动车组高速运行对铁路各项基础设施养护维修提出了更高要求。轨道作为重要的铁路基础设施,其运用状态对行车安全具有直接和至关重要的影响。因此,必须加强对其动态检测和状态监控,及时指导养护维修。轨道状态巡检系统基于非接触测量理念,应用视觉测量、图像处理、模式识别等技术。 展开更多

关键词 图像处理 巡检系统 轨道状态 模式识别 高速铁路 实时图像采集 养护维修 图像数据 表面擦伤 自动识别

下载PDF 职称材料