一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種視頻分析系統(tǒng)，尤其是涉及一種用于運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤狀態(tài)監(jiān)測(cè)的視頻分析系統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0002]翻車(chē)機(jī)完成翻轉(zhuǎn)火車(chē)車(chē)廂卸載煤炭的功能，是港口煤炭運(yùn)輸?shù)暮诵脑O(shè)備。運(yùn)煤火車(chē)由于在輸運(yùn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)多次編組，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)鉤現(xiàn)象。到達(dá)目的地后，翻車(chē)機(jī)大臂把車(chē)廂翻轉(zhuǎn)，將車(chē)廂內(nèi)的物料傾倒出，并由下面的傳送帶將物料運(yùn)走。就在這個(gè)過(guò)程中，一旦出現(xiàn)火車(chē)錯(cuò)鉤現(xiàn)象(即連接車(chē)廂的兩個(gè)鉤頭均為錯(cuò)鉤)，翻車(chē)機(jī)繼續(xù)作業(yè)將可能會(huì)損壞鉤頭、夾輪器以及定位車(chē)減速機(jī)軸承，嚴(yán)重時(shí)還可能造成火車(chē)掉道事故。這些事故既影響生產(chǎn)效率，又造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]然而，目前存在的火車(chē)鉤識(shí)別系統(tǒng)多采用激光器與PLC聯(lián)合的方法，誤檢率高且不具備事后的查詢能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于智能視頻分析的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)系統(tǒng)，以智能目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)識(shí)別算法為基礎(chǔ)，對(duì)煤車(chē)翻車(chē)前進(jìn)行車(chē)鉤定位分析，提供事前預(yù)警和事后檢索功能。系統(tǒng)在各種氣候條件和不同的光照情況下，都可以達(dá)到很好的預(yù)警能力。
[0005]這種基于智能視頻分析的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)系統(tǒng)，包括監(jiān)視單元和控制單元，其特征在于:
[0006](I)所述監(jiān)視單元包括在站臺(tái)上以標(biāo)準(zhǔn)火車(chē)車(chē)廂為間隔在相鄰兩節(jié)火車(chē)車(chē)廂間連接處連續(xù)設(shè)有若干個(gè)監(jiān)控立桿，所述監(jiān)控立桿上還設(shè)有網(wǎng)絡(luò)攝像頭和補(bǔ)光燈；
[0007](2)所述控制單元包括網(wǎng)絡(luò)視頻采集設(shè)備、POE交換機(jī)、顯示器、視頻分析服務(wù)器；
[0008](3)所述網(wǎng)絡(luò)攝像頭和補(bǔ)光燈通過(guò)通訊線纜與POE交換機(jī)連接并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將視頻信號(hào)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)視頻采集設(shè)備傳送至視頻分析服務(wù)器并在顯示器上顯示；
[0009](4)視頻分析服務(wù)器可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下發(fā)控制指令至網(wǎng)絡(luò)攝像頭和補(bǔ)光燈。
[0010]所述網(wǎng)絡(luò)攝像頭與補(bǔ)光燈與車(chē)廂連接處成45°夾角。
[0011]所述視頻信號(hào)和分析結(jié)果存儲(chǔ)在視頻分析服務(wù)器上以供事后查詢。
[0012]這種基于智能視頻分析的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)方法，其特征在于:
[0013]步驟一，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)獲取煤車(chē)視頻圖像；
[0014]步驟二，對(duì)當(dāng)前幀進(jìn)行智能分析，判斷當(dāng)前圖像中是否存在火車(chē)車(chē)鉤，使用模式識(shí)別的方法準(zhǔn)確定位出火車(chē)車(chē)鉤的位置；
[0015]步驟三，對(duì)圖像內(nèi)車(chē)鉤狀態(tài)狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，若識(shí)別為非死鉤，則返回步驟一，若識(shí)別為死鉤，轉(zhuǎn)到步驟四；
[0016]步驟四，監(jiān)測(cè)死鉤狀態(tài)報(bào)告數(shù)，達(dá)到報(bào)警閾值后出發(fā)報(bào)警。
[0017]進(jìn)一步的，在步驟三中，對(duì)左右車(chē)鉤風(fēng)管位置的子圖像分別提取特征，對(duì)提取的特征向量進(jìn)行識(shí)別，如果左邊風(fēng)管和右邊風(fēng)管位置的子圖像同時(shí)被識(shí)別為風(fēng)管，或者不是風(fēng)管，那么當(dāng)前圖像中的車(chē)鉤為正常車(chē)鉤；反之，為錯(cuò)鉤；
[0018]進(jìn)一步的，在步驟四中，系統(tǒng)取進(jìn)入有效檢測(cè)區(qū)域后的第a+Ι幀開(kāi)始識(shí)別，并且隨后的m幀進(jìn)行累積報(bào)警判斷，即如果隨后的m幀中η幀以上都判斷為正常車(chē)鉤那么該車(chē)鉤判斷為非死鉤，否則，系統(tǒng)會(huì)判定該車(chē)鉤為死鉤。
[0019]所述a取值為5，所述b取值為5，所述m取值為10，n/m取值為0.7。
[0020]本發(fā)明采用智能視頻分析的方法對(duì)運(yùn)煤車(chē)車(chē)鉤進(jìn)行檢測(cè)分析。該從網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)獲取實(shí)時(shí)視頻，通過(guò)服務(wù)器處理，準(zhǔn)確定位火車(chē)車(chē)廂掛鉤位置，并對(duì)車(chē)鉤風(fēng)管進(jìn)行分析，準(zhǔn)確判斷進(jìn)站的運(yùn)煤火車(chē)每節(jié)車(chē)廂掛鉤的狀態(tài):活鉤還是錯(cuò)鉤，從而進(jìn)行有效的報(bào)警。運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)的核心技術(shù)是要解決全天候監(jiān)控運(yùn)煤火車(chē)的車(chē)鉤定位、風(fēng)管識(shí)別問(wèn)題。算法要能抵抗各種氣候條件和光照條件的影響，保證在極低的漏報(bào)情況下，保持很低的誤報(bào)率。
【附圖說(shuō)明】
[0021]附圖1監(jiān)控立桿實(shí)施方案圖
[0022]附圖2運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框架圖
[0023]附圖3車(chē)鉤定位過(guò)程的流程圖
[0024]附圖4車(chē)鉤風(fēng)管識(shí)別過(guò)程的流程圖
[0025]附圖5智能視頻分析系統(tǒng)流程圖
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面我們結(jié)合附圖和具體的實(shí)例來(lái)對(duì)這種基于智能視頻分析的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以求更為清楚明白地闡述其結(jié)構(gòu)和使用方式。
[0027]這種基于智能視頻分析的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)系統(tǒng)，包括監(jiān)視單元和控制單元，其特征在于:
[0028](5)所述監(jiān)視單元包括在站臺(tái)上以標(biāo)準(zhǔn)火車(chē)車(chē)廂為間隔在相鄰兩節(jié)火車(chē)車(chē)廂間連接處連續(xù)設(shè)有若干個(gè)監(jiān)控立桿，所述監(jiān)控立桿上還設(shè)有網(wǎng)絡(luò)攝像頭和補(bǔ)光燈；
[0029](6)所述控制單元包括網(wǎng)絡(luò)視頻采集設(shè)備、POE交換機(jī)、顯示器、視頻分析服務(wù)器；
[0030](7)所述網(wǎng)絡(luò)攝像頭和補(bǔ)光燈通過(guò)通訊線纜與POE交換機(jī)連接并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將視頻信號(hào)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)視頻采集設(shè)備傳送至視頻分析服務(wù)器并在顯示器上顯示；
[0031](8)視頻分析服務(wù)器可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下發(fā)控制指令至網(wǎng)絡(luò)攝像頭和補(bǔ)光燈。
[0032]所述網(wǎng)絡(luò)攝像頭與補(bǔ)光燈與車(chē)廂連接處成45°夾角。
[0033]所述視頻信號(hào)存儲(chǔ)在視頻分析服務(wù)器上以供事后查詢。
[0034]這種基于智能視頻分析的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)方法，其特征在于:
[0035]步驟一，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)獲取煤車(chē)視頻圖像；
[0036]步驟二，對(duì)當(dāng)前幀進(jìn)行智能分析，判斷當(dāng)前圖像中是否存在火車(chē)車(chē)鉤，使用模式識(shí)別的方法準(zhǔn)確定位出火車(chē)車(chē)鉤的位置；
[0037]步驟三，對(duì)圖像內(nèi)車(chē)鉤狀態(tài)狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，若識(shí)別為非死鉤，則返回步驟一，若識(shí)別為死鉤，轉(zhuǎn)到步驟四；
[0038]步驟四，監(jiān)測(cè)死鉤狀態(tài)報(bào)告數(shù)，達(dá)到報(bào)警閾值后出發(fā)報(bào)警。
[0039]進(jìn)一步的，在步驟三中，對(duì)左右車(chē)鉤風(fēng)管位置的子圖像分別提取特征，對(duì)提取的特征向量進(jìn)行識(shí)別，如果左邊風(fēng)管和右邊風(fēng)管位置的子圖像同時(shí)被識(shí)別為風(fēng)管，或者不是風(fēng)管，那么當(dāng)前圖像中的車(chē)鉤為正常車(chē)鉤；反之，為錯(cuò)鉤；
[0040]進(jìn)一步的，在步驟四中，系統(tǒng)取進(jìn)入有效檢測(cè)區(qū)域后的第a+Ι幀開(kāi)始識(shí)別，并且隨后的m幀進(jìn)行累積報(bào)警判斷，即如果隨后的m幀中η幀以上都判斷為正常車(chē)鉤那么該車(chē)鉤判斷為非死鉤，否則，系統(tǒng)會(huì)判定該車(chē)鉤為死鉤。
[0041]所述a取值為5，所述b取值為5，所述m取值為10，n/m取值為0.7。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于智能視頻分析的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)系統(tǒng)，包括監(jiān)視單元和控制單元，其特征在于: 所述監(jiān)視單元包括在站臺(tái)上以標(biāo)準(zhǔn)火車(chē)車(chē)廂為間隔在相鄰兩節(jié)火車(chē)車(chē)廂間連接處連續(xù)設(shè)有若干個(gè)監(jiān)控立桿，所述監(jiān)控立桿上還設(shè)有網(wǎng)絡(luò)攝像頭和補(bǔ)光燈； 所述控制單元包括網(wǎng)絡(luò)視頻采集設(shè)備、POE交換機(jī)、顯示器、視頻分析服務(wù)器； 所述網(wǎng)絡(luò)攝像頭和補(bǔ)光燈通過(guò)通訊線纜與POE交換機(jī)連接并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將視頻信號(hào)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)視頻采集設(shè)備傳送至視頻分析服務(wù)器并在顯示器上顯示； 視頻分析服務(wù)器可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下發(fā)控制指令至網(wǎng)絡(luò)攝像頭和補(bǔ)光燈。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于智能視頻分析的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述網(wǎng)絡(luò)攝像頭與補(bǔ)光燈與車(chē)廂連接處成45°夾角。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于智能視頻分析的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述視頻信號(hào)存儲(chǔ)在視頻分析服務(wù)器上以供事后查詢。4.一種基于智能視頻分析的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)方法，其特征在于: 步驟一，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)獲取煤車(chē)視頻圖像； 步驟二，對(duì)當(dāng)前幀進(jìn)行智能分析，判斷當(dāng)前圖像中是否存在火車(chē)車(chē)鉤，使用模式識(shí)別的方法準(zhǔn)確定位出火車(chē)車(chē)鉤的位置； 步驟三，對(duì)圖像內(nèi)車(chē)鉤狀態(tài)狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，若識(shí)別為非死鉤，則返回步驟一，若識(shí)別為死鉤，轉(zhuǎn)到步驟四； 步驟四，監(jiān)測(cè)死鉤狀態(tài)報(bào)告數(shù)，達(dá)到報(bào)警閾值后出發(fā)報(bào)警。5.如權(quán)利要求4所述的一種基于智能視頻分析的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)方法，其特征在于:在步驟三中，對(duì)左右車(chē)鉤風(fēng)管位置的子圖像分別提取特征，對(duì)提取的特征向量進(jìn)行識(shí)另IJ，如果左邊風(fēng)管和右邊風(fēng)管位置的子圖像同時(shí)被識(shí)別為風(fēng)管，或者不是風(fēng)管，那么當(dāng)前圖像中的車(chē)鉤為正常車(chē)鉤；反之，為錯(cuò)鉤。6.如權(quán)利要求4所述的一種基于智能視頻分析的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)方法，其特征在于:在步驟四中，系統(tǒng)取進(jìn)入有效檢測(cè)區(qū)域后的第a+Ι幀開(kāi)始識(shí)別，并且隨后的m幀進(jìn)行累積報(bào)警判斷，即如果隨后的m幀中η幀以上都判斷為正常車(chē)鉤那么該車(chē)鉤判斷為非死鉤，否貝1J，系統(tǒng)會(huì)判定該車(chē)鉤為死鉤。7.如權(quán)利要求6所述的一種基于智能視頻分析的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)方法，其特征在于:所述a取值為5，所述b取值為5，所述m取值為10，n/m取值為0.7。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)系統(tǒng)及方法，一種基于智能視頻分析的運(yùn)煤火車(chē)錯(cuò)鉤檢測(cè)系統(tǒng)，包括監(jiān)視單元和控制單元，所述監(jiān)視單元包括在站臺(tái)上以標(biāo)準(zhǔn)火車(chē)車(chē)廂為間隔在相鄰兩節(jié)火車(chē)車(chē)廂間連接處連續(xù)設(shè)有若干個(gè)監(jiān)控立桿，所述監(jiān)控立桿上還設(shè)有網(wǎng)絡(luò)攝像頭和補(bǔ)光燈；所述控制單元包括網(wǎng)絡(luò)視頻采集設(shè)備、POE交換機(jī)、顯示器、視頻分析服務(wù)器；所述網(wǎng)絡(luò)攝像頭和補(bǔ)光燈通過(guò)通訊線纜與POE交換機(jī)連接并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將視頻信號(hào)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)視頻采集設(shè)備傳送至視頻分析服務(wù)器并在顯示器上顯示；視頻分析服務(wù)器可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下發(fā)控制指令至網(wǎng)絡(luò)攝像頭和補(bǔ)光燈。
【IPC分類(lèi)】G06T7/00, H04N7/18
【公開(kāi)號(hào)】CN104992427
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510117467
【發(fā)明人】吳正芳, 唐雨佳, 范柘, 蘇飛, 張志敏
【申請(qǐng)人】上海安維爾信息科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年3月17日