貨運列車門窗開啟的檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鐵路列車監控的技術領域，具體說是一種貨運列車門窗開啟的檢測方法。
【背景技術】
[0002]在鐵路運輸組織中，貨運列車門窗非正常開啟是一種非常危險的異常情況，通常采用人工目測的方法排查險情。而目測檢查門窗開啟容易出現漏檢的情況，后續的報警、記錄、通知等處理需要人工操作，自動化程度低，流程較為復雜，成為鐵路信息化發展的瓶頸，制約了鐵路運營管理水平的提高。因此對鐵路貨運列車門窗開啟的自動化檢測，就顯得頗為重要。
[0003]目前，對鐵路貨運列車門窗開啟的自動化檢測尚處于起步階段。相關領域的技術方案數量較少，采用的技術較為復雜，且錯誤率較高，較難完全脫離人工檢測運行。如何提高檢測正確率，實現可靠的全自動檢測，仍然是一個難題。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種貨運列車門窗開啟的檢測方法。
[0005]本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:
本發明的貨運列車門窗開啟的檢測方法，包括以下步驟:
步驟1:以直射光源照射行進中的列車車廂，在車體表面形成光斑；
步驟2:以成像設備拍攝光斑及光斑附近的車體表面，生成車廂圖像；
步驟3:設定亮度閾值，對生成圖像進行二值化分割；
步驟4:保存封閉車體的二值化分割圖像作為完整光斑樣本，完成初始化；
步驟5:對待測車體重復步驟1、步驟2、步驟3，獲得待測車體的二值化分割圖像；
步驟6:比對待測車體的二值化分割圖像與完整光斑樣本，如缺損較大，則認為待測車體在缺損部位有開放式的孔洞；
步驟7:如果檢測到車體孔洞，則判斷為存在車門車窗開啟情況，輸出報警信號提示工作人員處理；
步驟8:返回步驟5繼續進行檢測。
[0006]本發明還可以采用以下技術措施:
步驟1中，直射光源發射的光線為可見光、紅外光、紫外光、X光、激光、偏振光中至少一種。
[0007]步驟1中，直射光源的照射方向或法線方向與車體表面垂直。
[0008]步驟1中光斑的范圍，其上邊沿高度高于待檢測區域的上邊沿而低于待檢測區域的下邊沿。
[0009]步驟1中光斑的圖樣為二維或一維圖案。
[0010]步驟2中所述成像設備，為與光源相匹配的光電采集設備，包括攝像機、照相機、紅外熱像儀、光敏傳感器。
[0011 ]步驟2中所述成像設備，其鏡頭光軸與水平面平行，與車體表面法線夾角為銳角。
[0012]步驟3中亮度閾值由人工設定或算法自適應。
[0013]步驟6中所述待測車體的二值化分割圖像與完整光斑樣本的比對，具體為如下圖形處理方法中的至少一種:
(1)對完整光斑樣本與待測車體的二值化分割圖像中前景像素數量的比較；
(2)對完整光斑樣本與待測車體的二值化分割圖像中前景像素形狀的比較；
(3)對完整光斑樣本與待測車體的二值化分割圖像中前景像素顏色或亮度的比較；
(4)對完整光斑樣本與待測車體的二值化分割圖像中前景像素邊緣信息的比較；
(5)對完整光斑樣本與待測車體的二值化分割圖像中前景像素頻域信息的比較。
[0014]本發明具有的優點和積極效果是:
本發明的貨運列車門窗開啟的檢測方法中，分步以直射光源照射行進中的列車車廂，在車體表面形成光斑，以成像設備拍攝光斑及光斑附近的車體表面，生成車廂圖像，設定亮度閾值，對生成圖像進行二值化分割，從而獲得封閉車體的完整光斑樣本和待測車體的二值化分割圖像，將完整光斑樣本與待測車體的二值化分割圖案進行比對，如缺損較大則視為列車門窗處于開啟狀態并報警。通過本發明能夠實時快速獲知運行中列車的車門開啟情況，提高門窗開啟檢測的正確率，防止鐵路運輸事故的發生，并降低鐵路貨運成本。
【附圖說明】
[0015]圖1為利用本發明的貨運列車門窗開啟的檢測方法在車體封閉時的檢測示意圖；
圖2為利用本發明的貨運列車門窗開啟的檢測方法在門窗開啟時的檢測示意圖；
圖3為利用本發明的貨運列車門窗開啟的檢測方法在車體封閉時形成的光斑示意圖； 圖4為利用本發明的貨運列車門窗開啟的檢測方法在門窗開啟時形成的光斑示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:
本發明的貨運列車門窗開啟的檢測方法，包括以下步驟:
步驟1:以直射光源照射行進中的列車車廂，在車體表面形成光斑；
步驟2:以成像設備拍攝光斑及光斑附近的車體表面，生成車廂圖像；
步驟3:設定亮度閾值，對生成圖像進行二值化分割；
步驟4:保存封閉車體的二值化分割圖像作為完整光斑樣本，完成初始化；
步驟5:對待測車體重復步驟1、步驟2、步驟3，獲得待測車體的二值化分割圖像；
步驟6:比對待測車體的二值化分割圖像與完整光斑樣本，如缺損較大，則認為待測車體在缺損部位有開放式的孔洞；
步驟7:如果檢測到車體孔洞，則判斷為存在車門車窗開啟情況，輸出報警信號提示工作人員處理；
步驟8:返回步驟5繼續進行檢測。
[0017]本發明還可以采用以下技術措施:
步驟1中，直射光源發射的光線為可見光、紅外光、紫外光、X光、激光、偏振光中至少一種。
[0018]步驟1中，直射光源的照射方向或法線方向與車體表面垂直。
[0019]步驟1中光斑的范圍，其上邊沿高度高于待檢測區域的上邊沿而低于待檢測區域的下邊沿。
[0020]步驟1中光斑的圖樣為二維或一維圖案。
[0021]步驟2中所述成像設備，為與光源相匹配的光電采集設備，包括攝像機、照相機、紅外熱像儀、光敏傳感器。
[0022]步驟2中所述成像設備，其鏡頭光軸與水平面平行，與車體表面法線夾角為銳角。
[0023]步驟3中亮度閾值由人工設定或算法自適應。
[0024]步驟6中所述待測車體的二值化分割圖像與完整光斑樣本的比對，具體為如下圖形處理方法中的至少一種:
(1)對完整光斑樣本與待測車體的二值化分割圖像中前景像素數量的比較；
(2)對完整光斑樣本與待測車體的二值化分割圖像中前景像素形狀的比較；
(3)對完整光斑樣本與待測車體的二值化分割圖像中前景像素顏色或亮度的比較；
(4)