視頻識別技術(shù)在貨車偏載偏重檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用

蔣躍民 肖碩

摘 要：目前我國鐵路運輸存在較大安全隱患，主要在于沒有專門的設(shè)備對進(jìn)入國鐵線路的運煤貨車檢查其是否存在偏載偏重的問題，而該文所設(shè)計的視頻識別技術(shù)系統(tǒng)很好地解決了這方面的問題，它的特點主要體現(xiàn)在以下兩點：第一是能夠提早告知抑塵站工作人員進(jìn)行抑塵的準(zhǔn)備工作，使之能夠更好地開展抑塵工作；第二是實現(xiàn)對運煤貨車裝載出現(xiàn)偏載偏重情況時及時報警，由此規(guī)避了貨車由于此類情況發(fā)生安全事故。

關(guān)鍵詞：貨物檢測 動態(tài)識別 圖像處理

中圖分類號：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（b）-0012-02

煤炭資源作為一種對國家工業(yè)以及社會發(fā)展起著十分重要作用的不可再生資源，在如今新的市場形勢下，國內(nèi)外煤炭市場競爭十分激烈，在此情況下，煤炭資源的開挖與使用更應(yīng)該在合理的監(jiān)控下進(jìn)行，由此最大可能保護(hù)煤炭資源。該文所設(shè)計的系統(tǒng)正是以此為目標(biāo)，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)安放在抑塵站，實時監(jiān)察進(jìn)入國鐵線路的貨車。系統(tǒng)通過高速攝像頭提取貨車的圖像，由此精準(zhǔn)、迅速識別。

該系統(tǒng)可在無人看守的情況下自主運行，通過計算機(jī)先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析與處理能力，視頻識別技術(shù)采用模式識別、計算機(jī)視覺和圖像處理等一些技術(shù)，獲取并對視頻進(jìn)行分析，由此獲得其中的重要數(shù)據(jù)信息，為高效地幫助工作人員對突發(fā)情況進(jìn)行處置，盡可能減少漏報和誤報的情況出現(xiàn)。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

貨車出現(xiàn)偏載偏重的問題多數(shù)是由所裝載的貨物沒有依照原計劃的裝載方式進(jìn)行，使貨物在貨車車廂的分布不均，貨車失去平衡所導(dǎo)致的。此類問題輕者會損壞貨車配件，重者會導(dǎo)致貨車出現(xiàn)切軸、脫軌乃至顛覆等嚴(yán)重事故。鐵路運輸亟需一套可靠穩(wěn)定的偏載偏重檢測系統(tǒng)。保證貨車的穩(wěn)定安全運輸。該系統(tǒng)以高速攝像和紅外感應(yīng)技術(shù)為基本原理，其中包含偏載偏重測量模塊、偏載偏重報警模塊、傳輸模塊等幾類功能模塊。

該文所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能圖如圖1所示。

2 關(guān)鍵技術(shù)

該系統(tǒng)擁有以下幾個技術(shù)特點。

2.1 對列車偏載偏重進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控

貨物運輸安全的前提就是列車沒有出現(xiàn)偏載偏重情況。該系統(tǒng)基于對視頻攝像機(jī)應(yīng)用理論的分析，利用多臺視頻攝像機(jī)，將其分布到火車的左中右位置，獲取實時有效的貨車貨物圖像，將其投放到顯示屏上，再利用圖像及計算機(jī)的數(shù)據(jù)處理功能獲取例如貨物高度等重要信息。

2.2 利用冗余主動激光探測器

系統(tǒng)檢測設(shè)備持續(xù)檢測觸發(fā)和光源設(shè)計的科學(xué)合理，對貨車貨物的偏載偏重情況及狀態(tài)同時監(jiān)測，行駛的貨車不同方面的圖像同時監(jiān)測，取樣圖像可依據(jù)實際情況實現(xiàn)對各個參數(shù)的調(diào)整。該技術(shù)的優(yōu)點是對貨物偏載偏重實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)控，前端的檢測設(shè)備對數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)備份，降低了錯誤檢測以及遺漏檢測的概率。

2.3 采取圖像測量技術(shù)與CCD技術(shù)及計算機(jī)相關(guān)技術(shù)的結(jié)合

該系統(tǒng)采取將圖像測量技術(shù)與CCD技術(shù)及計算機(jī)圖像處理算法相結(jié)合的設(shè)計思路，將現(xiàn)實物體的三維空間與圖形的二維空間關(guān)聯(lián)起來，將獲取的圖像交由計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，由此計算得出貨物的寬度及高度，將此寬度與高度與預(yù)先設(shè)置在計算機(jī)內(nèi)部的有關(guān)貨物偏載偏重的參數(shù)項對比，實時反饋比較的結(jié)果。由此該系統(tǒng)可對列車偏載偏重進(jìn)行動態(tài)的監(jiān)控，并在貨車出現(xiàn)偏載偏重情況時發(fā)出預(yù)警信息，并將具體的偏載偏重位置與貨車輪廓、偏載偏重具體數(shù)值、貨車順位、行駛速度、監(jiān)控時間等信息實時傳輸?shù)斤@示屏幕上。

3 系統(tǒng)各模塊功能介紹

3.1 列車檢測模塊

紅外傳感器接收信號工作，發(fā)送信號讓處在對應(yīng)位置的高速攝像機(jī)開始工作，采集相關(guān)圖像。

3.2 圖像處理模塊

（1）計算機(jī)接收來自傳輸模塊的圖像以及相關(guān)信息，通過相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，計算機(jī)開始對獲取到的圖像進(jìn)行目標(biāo)識別、消除噪音、幾何運算、校正等等相關(guān)的處理，從而計算出當(dāng)前檢測偏載偏重貨運車輛明確的偏載偏重數(shù)值。（2）為使系統(tǒng)監(jiān)控工作過程長久有效運行，要為系統(tǒng)設(shè)立相適應(yīng)的運行環(huán)境與功能。（3）系統(tǒng)擁有自我檢查以及校正保障功能，能夠在惡劣條件下，實現(xiàn)自我檢查以及校正保障功能，可預(yù)防一系列例如雨、雪、冰雹、沙塵暴等惡劣天氣，校正有可能產(chǎn)生的偏差，前端的檢測設(shè)備對數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)備份等。

3.3 偏載、偏重報警模塊

該模塊控制有關(guān)貨物偏載偏重位置等信息顯示到屏幕上，同時進(jìn)行報警。

3.4 統(tǒng)計分析模塊

依據(jù)預(yù)先設(shè)定的條件分析行駛過的列車相關(guān)數(shù)據(jù)信息，這里面就包含對貨物車輛進(jìn)行檢測的具體時間、列車行駛的速度、通過的車輛數(shù)目；統(tǒng)計得出具體偏載偏重列車的數(shù)目以及所占有的比率。

3.5 傳輸功能

把獲取到的視頻信息傳送到控制室；為確保對圖像進(jìn)行測量的精度，要同步協(xié)調(diào)好視頻傳送過程的可靠性、衰減度及各攝像機(jī)之間的信號。

4 結(jié)語

該系統(tǒng)要充分發(fā)揮現(xiàn)有抑塵站設(shè)備和人員的工作職能，同時將該系統(tǒng)安放在抑塵站，以此對貨物列車進(jìn)行檢測。這樣一方面能夠提早告知抑塵站工作人進(jìn)行抑塵的準(zhǔn)備工作，使之能夠更好地開展抑塵工作；另一方面是實現(xiàn)對運煤貨車裝載出現(xiàn)偏載偏重情況時及時報警，由此規(guī)避了貨車由于此類情況發(fā)生安全事故。

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