一种基于图像识别和识别码识别的轨枕识别方法及系统

摘要

本发明涉及一种基于图像识别的轨枕识别方法及系统，其方法包括根据轨枕的枕号生成用于固定在对应轨枕上的识别码；随着轨检小车沿着轨道方向运动，逐个对轨枕上的识别码或扣件进行拍摄，获取轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息，并根据轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信息的轨枕信息；将轨枕信息更新至预先建立的轨枕数据库中。本发明通过预先在轨枕上设置识别码，然后通过对轨枕上的识别码或扣件进行拍摄，获取轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息，进而确定轨枕的枕号和实时里程信息，并更新至轨枕数据库中，检测精度高，并且大大降低了检修成本，同时安装和检测非常方便，非常适合大面积推广使用。

权利要求

1.一种基于图像识别和识别码识别的轨枕识别方法,其特征在于，包括如下步骤：根据轨枕的枕号生成用于固定在对应轨枕上的识别码；

随着轨检小车沿着轨道方向运动，逐个对轨枕上的识别码或扣件进行拍摄，获取轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息，并根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信息的轨枕信息；

将所述轨枕信息更新至预先建立的轨枕数据库中；

每间隔预设数量的轨枕设置所述识别码，其中，间隔预设数量为固定值或非固定值；

针对没有设置识别码的轨枕，所述根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号的轨枕信息，以及获取轨枕的里程信息具体包括如下步骤：以上一个设有识别码的轨枕为起点，根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息计算当前轨枕与上一个设有识别码的轨枕之间的实际距离；

获取上一个设有识别码的轨枕的里程信息，并根据上一个轨枕的里程信息和当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离确定所述当前轨枕的实时里程信息；

根据所述当前轨枕的实时里程信息从所述轨枕数据库中读取对应的轨枕枕号。

2.根据权利要求1所述的基于图像识别和识别码识别的轨枕识别方法,其特征在于，所述根据轨枕的枕号生成用于固定在对应轨枕上的识别码具体包括如下步骤：将轨枕进行一一对应编号，并生成对应的轨枕枕号；

将包含轨枕枕号的初始参数信息进行加密处理，生成中间加密信息；

对所述中间加密信息进行编码处理，生成与轨枕一一对应的识别码；

其中，所述初始参数信息至少包括轨枕枕号和对应轨枕初始里程信息。

3.根据权利要求1所述的基于图像识别和识别码识别的轨枕识别方法,其特征在于，针对设有识别码的轨枕，所述根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信息的轨枕信息具体包括如下步骤：在识别码对应的拍摄时刻采集对应的轨枕实时里程信息；

对所述轨枕识别码图像信息进行图像识别处理，提取轨枕识别码；

对所述轨枕识别码进行解码处理和解密处理，获取轨枕枕号；

获取轨枕的实时参数信息，并根据所述实时参数信息、轨枕枕号和轨枕实时里程信息生成轨枕信息。

4.根据权利要求1所述的基于图像识别和识别码识别的轨枕识别方法,其特征在于，所述根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息计算当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离具体包括如下步骤：

以上一个设有识别码的轨枕为起点，根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息识别当前轨枕扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移；

根据预先标定的像素位移与实际位移的比值确定世界坐标和像素坐标之间的转换关系；

根据当前扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移和所述世界坐标和像素坐标之间的转换关系确定轨检小车相对于当前轨枕的移动距离；

根据轨检小车相对于当前轨枕的移动距离确定当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离。

5.根据权利要求1‑4任一项所述的基于图像识别和识别码识别的轨枕识别方法,其特征在于，对轨枕上的识别码拍摄并获取轨枕识别码图像信息后，所述方法还包括如下步骤：根据所述轨枕识别码图像信息识别用于将承载有所述识别码的铭牌固定于对应轨枕上的紧固件，并获取对应紧固件的当前角度信息，并将当前角度信息与轨枕数据库中的初始角度信息进行比较，并在所述当前角度信息与初始角度信息偏差超过预设角度变化阈值时生成紧固件松动提醒信息。

6.一种基于图像识别和识别码识别的轨枕识别系统,其特征在于，包括编码模块、拍摄识别模块和更新模块；

所述编码模块，用于根据轨枕的枕号生成用于固定在对应轨枕上的识别码；

所述拍摄识别模块，用于随着轨检小车沿着轨道方向运动，逐个对轨枕上的识别码或扣件进行拍摄，获取轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息，并根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信息的轨枕信息；

更新模块，用于将所述轨枕信息更新至预先建立的轨枕数据库中；

每间隔预设数量的轨枕设置所述识别码，其中，间隔预设数量为固定值或非固定值；

针对没有设置识别码的轨枕，所述拍摄识别模块根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信息的轨枕信息的具体实现为：以上一个轨枕为起点，根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息计算当前轨枕与上一个设有识别码的轨枕之间的实际距离；

获取上一个设有识别码的轨枕的里程信息，并根据上一个轨枕的里程信息和当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离确定所述当前轨枕的实时里程信息；

根据所述当前轨枕的实时里程信息从所述轨枕数据库中读取对应的轨枕枕号。

7.根据权利要求6所述的基于图像识别和识别码识别的轨枕识别方法,其特征在于，针对设有识别码的轨枕，所述拍摄识别模块根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信息的轨枕信息的具体实现为：在识别码拍摄时刻采集对应的轨枕实时里程信息；

对所述轨枕识别码图像信息进行图像识别处理，提取轨枕识别码；

对所述轨枕识别码进行解码处理和解密处理，获取轨枕枕号；

获取轨枕的实时参数信息，并根据所述实时参数信息、轨枕枕号和轨枕实时里程信息生成轨枕信息。

8.根据权利要求7所述的基于图像识别和识别码识别的轨枕识别方法,其特征在于，所述拍摄识别模块根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息计算当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离具体包括如下步骤：

以上一个设有识别码的轨枕为起点，根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息识别当前轨枕扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移；

根据预先标定的像素位移与实际位移的比值确定世界坐标和像素坐标之间的转换关系；

根据当前扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移和所述世界坐标和像素坐标之间的转换关系确定轨检小车相对于当前轨枕的移动距离；

根据轨检小车相对于当前轨枕的移动距离确定当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离。

说明书

一种基于图像识别和识别码识别的轨枕识别方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及轨枕维护技术领域，尤其涉及一种基于图像识别和识别码识别的轨枕识别方法及系统。

背景技术

[0002] 铁路轨道几何状态快速检测技术是铁路轨道几何状态检测的发展趋势，而目前国内外研发的轨检小车是这种技术实现的载体。轨检小车集成了无线通讯、轨枕识别、惯导系
统、距离测量、角度测量等多种传感器。轨枕识别器是轨检小车的一个重要部件、它的检测
精度直接影像到轨道检测的质量和精度，在轨道精调时，需要知道轨枕的精确里程，已有轨
道线形的里程可能不准确，数轨枕的个数时可能出错，轨枕之间距离可能不准确，在对轨道
进行精调和其他操作时需要准确知道每个轨枕的轨枕号，当某个轨枕漏检或错检时，会直
接影响到后续所有数据检测的精度和整个数据的检测质量，进而影响到轨道精调的质量。
目前在铁路轨道检测中常用里程定位和刷轨枕号的方法识别轨枕，但是里程会有误差，刷
轨枕号的方法成本较高、施工时间长，所以需要用一种简单、有效、经济的方法识别轨枕用
于定位轨枕和轨道精调。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于图像识别的轨枕识别方法及系统。

[0004] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于图像识别的轨枕识别方法，包括如下步骤：

[0005] 根据轨枕的枕号生成用于固定在对应轨枕上的识别码；

[0006] 随着轨检小车沿着轨道方向运动，逐个对轨枕上的识别码或扣件进行拍摄，获取轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息，并根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图
像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信息的轨枕信息；

[0007] 将所述轨枕信息更新至预先建立的轨枕数据库中。

[0008] 本发明的有益效果是：本发明的基于图像识别的轨枕识别方法，通过预先在轨枕上设置识别码，然后通过对轨枕上的识别码或扣件进行拍摄，获取轨枕识别码图像信息或
轨枕扣件图像信息，进而确定轨枕的枕号和实时里程信息，并更新至轨枕数据库中，检测精
度高，并且大大降低了检修成本，同时安装和检测非常方便，非常适合大面积推广使用。

[0009] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

[0010] 进一步：所述根据轨枕的枕号生成用于固定在对应轨枕上的识别码具体包括如下步骤：

[0011] 将轨枕进行一一对应编号，并生成对应的轨枕枕号；

[0012] 将包含轨枕枕号的初始参数信息进行加密处理，生成中间加密信息；

[0013] 对所述中间加密信息进行编码处理，生成与轨枕一一对应的识别码；

[0014] 其中，所述初始参数信息至少包括轨枕枕号和对应轨枕初始里程信息。

[0015] 上述进一步方案的有益效果是：通过对所述轨枕进行编号,方便后续根据枕号来对轨枕进行识别,对包含枕号的初始参数信息进行加密处理,防止数据信息在传输过程中
被截取,然后再对所述中间加密信息进行编码,这样可以便于识别对所有轨枕的枕号进行
管理和识别，形成相对封闭的数据管理系统。

[0016] 进一步：每间隔预设数量的轨枕设置所述识别码，其中，间隔预设数量为固定值或非固定值。

[0017] 上述进一步方案的有益效果是：通过间隔预设数量的轨枕设置所述识别码，可以大大降低成本，并且减小施工强度，在保证对轨枕枕号识别的基础上降低维护成本。

[0018] 进一步：针对设有识别码的轨枕，所述根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信息的轨枕信息具体包括如下步骤：

[0019] 在识别码对应的拍摄时刻采集对应的轨枕实时里程信息；

[0020] 对所述轨枕识别码图像信息进行图像识别处理，提取轨枕识别码；

[0021] 对所述轨枕识别码进行解码处理和解密处理，获取轨枕枕号；

[0022] 获取轨枕的实时参数信息，并根据所述实时参数信息、轨枕枕号和轨枕实时里程信息生成轨枕信息。

[0023] 上述进一步方案的有益效果是：针对设有识别码的轨枕，在识别码对应的拍摄时刻采集对应的轨枕实时里程信息，即可得到该轨枕的实时里程信息，并与该轨枕进行关联；
通过对轨枕识别码图像信息进行图像识别处理，即可准确提取轨枕识别码，然后在进行解
码和解密，进而得到轨枕枕号，这样可以根据轨枕的实时参数信息、轨枕枕号和轨枕实时里
程信息生成轨枕信息，完成对轨枕的识别，以及轨枕信息的更新，非常方便、精确。

[0024] 进一步：针对没有设置识别码的轨枕，所述根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号的轨枕信息，以及获取轨枕的里程信息具体包括如
下步骤：

[0025] 以上一个设有识别码的轨枕为起点，根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息计算当前轨枕与上一个设有识别码的轨枕之间的实际距离；

[0026] 获取上一个设有识别码的轨枕的里程信息，并根据上一个轨枕的里程信息和当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离确定所述当前轨枕的实时里程信息；

[0027] 根据所述当前轨枕的实时里程信息从所述轨枕数据库中读取对应的轨枕枕号。

[0028] 上述进一步方案的有益效果是：针对没有设置识别码的轨枕，以上一个设有识别码的轨枕为参照，获取当前轨枕与上一个设有识别码的轨枕之间的实际距离，这样结合当
前轨枕的实时里程信息即可准确确定当前轨枕的实时里程信息，从而在所述轨枕数据库中
读取对应的轨枕枕号，大大提高了轨枕的识别效率。

[0029] 进一步：所述根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息计算当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离具体包括如下步骤：

[0030] 以上一个设有识别码的轨枕为起点，根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息识别当前轨枕扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移；

[0031] 根据预先标定的像素位移与实际位移的比值确定世界坐标和像素坐标之间的转换关系；

[0032] 根据当前扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移和所述世界坐标和像素坐标之间的转换关系确定轨检小车相对于当前轨枕的移动距离；

[0033] 根据轨检小车相对于当前轨枕的移动距离确定当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离。

[0034] 上述进一步方案的有益效果是：通过相邻两帧所述轨枕扣件图像信息可以精确识别当前轨枕扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移，然后结合所述预先标定的像素位
移与实际位移的比值即可准确计算拍摄相邻两帧所述轨枕扣件图像信息的时间间隔出轨
检小车相对于当前轨枕的移动距离，这样即可确定出当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距
离。

[0035] 进一步：对轨枕上的识别码拍摄并获取轨枕识别码图像信息后，所述方法还包括如下步骤：

[0036] 根据所述轨枕识别码图像信息识别用于将承载有所述识别码的铭牌固定于对应轨枕上的紧固件，并获取对应紧固件的当前角度信息，并将当前角度信息与轨枕数据库中
的初始角度信息进行比较，并在所述当前角度信息与初始角度信息偏差超过预设角度变化
阈值时生成紧固件松动提醒信息。

[0037] 上述进一步方案的有益效果是：通过所述轨枕识别码图像信息准确识别出用于将承载有所述识别码的铭牌固定于对应轨枕上紧固件的当前角度信息，从而可以将当前角度
信息与初始角度信息进行比较，确定紧固件的角度是否发生变化，如果是，则根据前角度信
息与初始角度信息确定紧固件的角度变化信息，并在角度变化值超过对应的预设角度变化
阈值时生成提醒信息，便于维护人员及时检修。

[0038] 本发明还提供了一种基于图像识别和识别码识别的轨枕识别系统,包括编码模块、拍摄识别模块和更新模块；

[0039] 所述编码模块，用于根据轨枕的枕号生成用于固定在对应轨枕上的识别码；

[0040] 所述拍摄识别模块，用于沿着轨道方向逐个对轨枕上的识别码或扣件进行拍摄，获取轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息，并根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣
件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信息的轨枕信息；

[0041] 更新模块，用于将所述轨枕信息更新至预先建立的轨枕数据库中。

[0042] 本发明的基于图像识别和识别码识别的轨枕识别系统，通过预先在轨枕上设置识别码，然后通过对轨枕上的识别码或扣件进行拍摄，获取轨枕识别码图像信息或轨枕扣件
图像信息，进而确定轨枕的枕号和实时里程信息，并更新至轨枕数据库中，检测精度高，并
且大大降低了检修成本，同时安装和检测非常方便，非常适合大面积推广使用。

[0043] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

[0044] 进一步：针对设有识别码的轨枕，所述拍摄识别模块根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信息的轨枕信息的具体实现
为：

[0045] 在识别码对应的拍摄时刻采集对应的轨枕实时里程信息；

[0046] 对所述轨枕识别码图像信息进行图像识别处理，提取轨枕识别码；

[0047] 对所述轨枕识别码进行解码处理和解密处理，获取轨枕枕号；

[0048] 获取轨枕的实时参数信息，并根据所述实时参数信息、轨枕枕号和轨枕实时里程信息生成轨枕信息。

[0049] 上述进一步方案的有益效果是：针对设有识别码的轨枕，在识别码对应的拍摄时刻采集对应的轨枕实时里程信息，即可得到该轨枕的实时里程信息，并与该轨枕进行关联；
通过对轨枕识别码图像信息进行图像识别处理，即可准确提取轨枕识别码，然后在进行解
码和解密，进而得到轨枕枕号，这样可以根据轨枕的实时参数信息、轨枕枕号和轨枕实时里
程信息生成轨枕信息，完成对轨枕的识别，以及轨枕信息的更新，非常方便、精确。

[0050] 进一步：针对没有设置识别码的轨枕，所述拍摄识别模块根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信息的轨枕信息的具体
实现为：

[0051] 以上一个设有识别码的轨枕为起点，根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息计算当前轨枕与上一个设有识别码的轨枕之间的实际距离；

[0052] 获取上一个设有识别码的轨枕的里程信息，并根据上一个轨枕的里程信息和当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离确定所述当前轨枕的实时里程信息；

[0053] 根据所述当前轨枕的实时里程信息从所述轨枕数据库中读取对应的轨枕枕号。

[0054] 上述进一步方案的有益效果是：针对没有设置识别码的轨枕，以上一个设有识别码的轨枕为参照，获取当前轨枕与上一个设有识别码的轨枕之间的实际距离，这样结合当
前轨枕的实时里程信息即可准确确定当前轨枕的实时里程信息，从而在所述轨枕数据库中
读取对应的轨枕枕号，大大提高了轨枕的识别效率。

[0055] 进一步：所述拍摄识别模块根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息计算当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离具体包括如下步骤：

[0056] 以上一个轨枕设有识别码为起点，根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息识别当前轨枕扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移；

[0057] 根据预先标定的像素位移与实际位移的比值确定世界坐标和像素坐标之间的转换关系；

[0058] 根据当前扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移和所述世界坐标和像素坐标之间的转换关系确定轨检小车相对于当前轨枕的移动距离；

[0059] 根据轨检小车相对于当前轨枕的移动距离确定当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离。

[0060] 上述进一步方案的有益效果是：通过相邻两帧所述轨枕扣件图像信息可以精确识别当前轨枕扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移，然后结合所述预先标定的像素位
移与实际位移的比值即可准确计算拍摄相邻两帧所述轨枕扣件图像信息的时间间隔出轨
检小车相对于当前轨枕的移动距离，这样即可确定出当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距
离。

附图说明

[0061] 图1为本发明一实施例的基于图像识别的轨枕识别方法的流程示意图；

[0062] 图2为本发明一实施例的基于图像识别的轨枕识别系统的结构示意图。

具体实施方式

[0063] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0064] 如图1所示，一种基于图像识别的轨枕识别方法，包括如下步骤：

[0065] S11：根据轨枕的枕号生成用于固定在对应轨枕上的识别码；

[0066] S12：随着轨检小车沿着轨道方向运动，逐个对轨枕上的识别码或扣件进行拍摄，获取轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息，并根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣
件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信息的轨枕信息；

[0067] S13：将所述轨枕信息更新至预先建立的轨枕数据库中。

[0068] 本发明的基于图像识别的轨枕识别方法，通过预先在轨枕上设置识别码，然后通过对轨枕上的识别码或扣件进行拍摄，获取轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息，进
而确定轨枕的枕号和实时里程信息，并更新至轨枕数据库中，检测精度高，并且大大降低了
检修成本，同时安装和检测非常方便，非常适合大面积推广使用。

[0069] 在本发明的一个或多个实施例中，所述根据轨枕的枕号生成用于固定在对应轨枕上的识别码具体包括如下步骤：

[0070] S21：将轨枕进行一一对应编号，并生成对应的轨枕枕号；

[0071] S22：将包含轨枕枕号的初始参数信息进行加密处理，生成中间加密信息；

[0072] S23:对所述中间加密信息进行编码处理，生成与轨枕一一对应的识别码；

[0073] 其中，所述初始参数信息至少包括轨枕枕号和对应轨枕初始里程信息。

[0074] 通过对所述轨枕进行编号,方便后续根据枕号来对轨枕进行识别,对包含枕号的初始参数信息进行加密处理,防止数据信息在传输过程中被截取,然后再对所述中间加密
信息进行编码,这样可以便于识别对所有轨枕的枕号进行管理和识别，形成相对封闭的数
据管理系统。

[0075] 在本发明的一个或多个实施例中，每间隔预设数量的轨枕设置所述识别码，其中，间隔预设数量为固定值或非固定值。

[0076] 通过间隔预设数量的轨枕设置所述识别码，可以大大降低成本，并且减小施工强度，在保证对轨枕枕号识别的基础上降低维护成本。在本发明中，所述间隔预设数量优选设
置为固定值10。需要说明的是，实际中，所述间隔预设数量不宜过大，如果过大，则测量两个
设有识别码的轨枕之间的轨枕时，如果误差偏差，则会导致轨枕枕号的识别出现偏差；所述
间隔预设数量也不宜过小，如果过小，则会导致成本增加，施工强度增加。

[0077] 在本发明的一个或多个实施例中，针对设有识别码的轨枕，所述根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信息的轨枕信息
具体包括如下步骤：

[0078] S31：通过设置于轨检小车上的里程计在识别码对应的拍摄时刻采集对应的轨枕实时里程信息；

[0079] S32：对所述轨枕识别码图像信息进行图像识别处理，提取轨枕识别码；

[0080] S33：对所述轨枕识别码进行解码处理和解密处理，获取轨枕枕号；

[0081] S34：获取轨枕的实时参数信息，并根据所述实时参数信息、轨枕枕号和轨枕实时里程信息生成轨枕信息。

[0082] 针对设有识别码的轨枕，在识别码对应的拍摄时刻采集对应的轨枕实时里程信息，即可得到该轨枕的实时里程信息，并与该轨枕进行关联；通过对轨枕识别码图像信息进
行图像识别处理，即可准确提取轨枕识别码，然后在进行解码和解密，进而得到轨枕枕号，
这样可以根据轨枕的实时参数信息、轨枕枕号和轨枕实时里程信息生成轨枕信息，完成对
轨枕的识别，以及轨枕信息的更新，非常方便、精确。

[0083] 在本发明的一个或多个实施例中，针对没有设置识别码的轨枕，所述根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号的轨枕信息，以及获取轨
枕的里程信息具体包括如下步骤：

[0084] S41：以上一个设有识别码的轨枕为起点，根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息计算当前轨枕与上一个设有识别码的轨枕之间的实际距离；

[0085] S42：获取上一个设有识别码的轨枕的里程信息，并根据上一个轨枕的里程信息和当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离确定所述当前轨枕的实时里程信息；

[0086] S43：根据所述当前轨枕的实时里程信息从所述轨枕数据库中读取对应的轨枕枕号。

[0087] 针对没有设置识别码的轨枕，以上一个设有识别码的轨枕为参照，获取当前轨枕与上一个设有识别码的轨枕之间的实际距离，这样结合当前轨枕的实时里程信息即可准确
确定当前轨枕的实时里程信息，从而在所述轨枕数据库中读取对应的轨枕枕号，大大提高
了轨枕的识别效率。

[0088] 可选地，在本发明的一个或多个实施例中，所述根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息计算当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离具体包括如下步骤：

[0089] S51：以上一个设有识别码的轨枕为起点，根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息识别当前轨枕扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移；

[0090] S52：根据预先标定的像素位移与实际位移的比值确定世界坐标和像素坐标之间的转换关系；

[0091] S53：根据当前扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移和所述世界坐标和像素坐标之间的转换关系确定轨检小车相对于当前轨枕的移动距离；

[0092] S54：根据轨检小车相对于当前轨枕的移动距离确定当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离。

[0093] 上述进一步方案的有益效果是：通过相邻两帧所述轨枕扣件图像信息可以精确识别当前轨枕扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移，然后结合所述预先标定的像素位
移与实际位移的比值即可准确计算拍摄相邻两帧所述轨枕扣件图像信息的时间间隔出轨
检小车相对于当前轨枕的移动距离，这样即可确定出当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距
离。

[0094] 这里，选取拍摄上一个设有识别码的轨枕的时刻为时间起点，并将上一个设有识别码的轨枕对应的轨枕扣件图像信息作为相邻两帧中的前一帧，然后再拍摄当前轨枕，并
将当前轨枕的轨枕扣件图像信息作为相邻两帧中的后一帧，这样所述轨检小车相对于当前
轨枕的移动距离即为当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离。

[0095] 需要指出的是，这里，以上一个设有识别码的轨枕为起点，可以有效减小累计测量误差。

[0096] 另外，本发明的实施例中，在轨道弯道时，为了保证列车行车安全，通常轨道会设置成一边比另一边高，针对这种弯道结构，所述轨枕扣件图像信息会在横向上产生一个偏
移，为了保证能顺利的实现轨枕扣件的识别，需要保证偏移后扣件和识别码均能够被拍摄
到，因此需要对拍摄设备的参数和安装位置进行预先设定，以满足上述要求。本发明中，获
取的轨枕扣件图像信息或轨枕扣件图像信息的图像识别精度可以达到亚像素精度(0.1像
素精度)，拍摄幅面1米左右，图像宽度2000像素左右，这样图像识别精度0.05mm。

[0097] 本发明中，预先根据每个轨枕的枕号、初始里程值、轨距、轨枕高度等参数建立轨枕数据库，每次测量里程或轨道精调后把测量或精调的结果存储到轨枕数据库，在每次定
位或精调轨枕时可以用轨枕号查询对应轨枕以前的里程和精调值作为参考，把新的里程和
精调值再存入数据库作为下一次的参考。

[0098] 在通过识别码对轨枕进行识别时，可以精确识别设有识别码的轨枕的枕号，然后结合设置在轨枕小车上的里程计实时获取对应轨枕的精确里程信息，对于相邻两个设有识
别码之间没有设置识别码的轨枕，通过对轨枕上的扣减进行拍摄，获取轨枕扣件图像信息，
进而进行识别，确定其与上一个设有识别码的轨枕之间的实际距离，从而结合上一个轨枕
的里程信息和当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离确定所述当前轨枕的实时里程信息。

[0099] 虽然当前轨枕的实时里程信息与预设的轨枕数据库中的上一次测量或精调的里程信息存在一定偏差(小于0.1m)，但是通常这种偏差会相对不大，比较容易识别。在本实施
例中，可以设定一个偏差阈值，如果当前轨枕与轨枕数据库中某一轨枕(其枕号必须在当前
轨枕所在的两个设有识别码的轨枕枕号之间)的里程值之间的偏差值在偏差阈值范围内，
则可以确定该枕号即对应于当前轨枕。

[0100] 优选地，在本发明的一个或多个实施例中，通过轨枕扣件图像信息对轨枕扣件进行识别，并对扣件进行计数，再结合设有识别码的轨枕的枕号，即可确定当前轨枕的枕号，
至于当前轨枕的里程信息，为了方便，可以根据当前轨枕的拍摄时刻对应的里程计车测量
信息即可得到当前轨枕的里程信息，当然为了保证测量精度，可以优选为通过轨枕扣件图
像信息确定当前轨枕与上一个设有识别码的轨枕之间的实际距离，再结合上一个轨枕的里
程信息和当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离确定所述当前轨枕的实时里程信息。

[0101] 本发明中，所述识别码优选为二维码。当然也可以采用条形码、文字字母组合的识别码。

[0102] 优选地，在本发明的一个或多个实施例中，对轨枕上的识别码拍摄并获取轨枕识别码图像信息后，所述方法还包括如下步骤：

[0103] 根据所述轨枕识别码图像信息识别用于将承载有所述识别码的铭牌固定于对应轨枕上的紧固件(比如螺栓、螺钉等)，并获取对应紧固件的当前角度信息，并将当前角度信
息与轨枕数据库中的初始角度信息进行比较，并在所述当前角度信息与初始角度信息偏差
超过预设角度变化阈值时生成紧固件松动提醒信息。

[0104] 通过所述轨枕识别码图像信息准确识别出用于将承载有所述识别码的铭牌固定于对应轨枕上紧固件的当前角度信息，从而可以将当前角度信息与初始角度信息进行比
较，确定紧固件的角度是否发生变化，如果是，则根据前角度信息与初始角度信息确定紧固
件的角度变化信息，并在角度变化值超过对应的预设角度变化阈值时生成提醒信息，便于
维护人员及时检修。

[0105] 实际中，通过所述轨枕识别码图像信息进行图像识别处理，获取紧固件上的凹槽(比如十字槽、六角槽等)的方位信息，这样即可确定紧固件上凹槽的当前角度信息，并与存
储在轨枕数据库中的初始角度信息进行比较，这样，可以确定前角度信息与初始角度信息
确定紧固件的角度变化值，然后将这个角度变化值与预设角度变化阈值(通常是一个很小
的角度，比如0‑3度)进行比较，如果超过了这个预设角度变化阈值，从而确定紧固件是否松
动。需要说明的是，实际中，一个铭牌往往对应于多个紧固件，需要同时识别多个紧固件，以
确保铭牌稳固固定于对应的轨枕上。

[0106] 如图2所示，本发明还提供了一种基于图像识别和识别码识别的轨枕识别系统,包括编码模块、拍摄识别模块和更新模块；

[0107] 所述编码模块，用于根据轨枕的枕号生成用于固定在对应轨枕上的识别码；

[0108] 所述拍摄识别模块，用于沿着轨道方向逐个对轨枕上的识别码或扣件进行拍摄，获取轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息，并根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣
件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信息的轨枕信息；

[0109] 更新模块，用于将所述轨枕信息更新至预先建立的轨枕数据库中。

[0110] 本发明的基于图像识别和识别码识别的轨枕识别系统，通过预先在轨枕上设置识别码，然后通过对轨枕上的识别码或扣件进行拍摄，获取轨枕识别码图像信息或轨枕扣件
图像信息，进而确定轨枕的枕号和实时里程信息，并更新至轨枕数据库中，检测精度高，并
且大大降低了检修成本，同时安装和检测非常方便，非常适合大面积推广使用。

[0111] 在本发明的一个或多个实施例中，所述编码模块根据轨枕的枕号生成用于固定在对应轨枕上的识别码的集体实现为：

[0112] 将轨枕进行一一对应编号，并生成对应的轨枕枕号；

[0113] 将包含轨枕枕号的初始参数信息进行加密处理，生成中间加密信息；

[0114] 对所述中间加密信息进行编码处理，生成与轨枕一一对应的识别码；

[0115] 其中，所述初始参数信息至少包括轨枕枕号和对应轨枕初始里程信息。

[0116] 通过对所述轨枕进行编号,方便后续根据枕号来对轨枕进行识别,对包含枕号的初始参数信息进行加密处理,防止数据信息在传输过程中被截取,然后再对所述中间加密
信息进行编码,这样可以便于识别对所有轨枕的枕号进行管理和识别，形成相对封闭的数
据管理系统。

[0117] 可选地，在本发明的一个或多个实施例中，每间隔预设数量的轨枕设置所述识别码，其中，间隔预设数量为固定值或非固定值。

[0118] 通过间隔预设数量的轨枕设置所述识别码，可以大大降低成本，并且减小施工强度，在保证对轨枕枕号识别的基础上降低维护成本。

[0119] 在本发明的一个或多个实施例中，针对设有识别码的轨枕，所述拍摄识别模块根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里程信
息的轨枕信息的具体实现为：

[0120] 通过设置于轨检小车上的里程计在识别码拍摄时刻采集对应的轨枕实时里程信息；

[0121] 对所述轨枕识别码图像信息进行图像识别处理，提取轨枕识别码；

[0122] 对所述轨枕识别码进行解码处理和解密处理，获取轨枕枕号；

[0123] 获取轨枕的实时参数信息，并根据所述实时参数信息、轨枕枕号和轨枕实时里程信息生成轨枕信息。

[0124] 针对设有识别码的轨枕，在识别码对应的拍摄时刻采集对应的轨枕实时里程信息，即可得到该轨枕的实时里程信息，并与该轨枕进行关联；通过对轨枕识别码图像信息进
行图像识别处理，即可准确提取轨枕识别码，然后在进行解码和解密，进而得到轨枕枕号，
这样可以根据轨枕的实时参数信息、轨枕枕号和轨枕实时里程信息生成轨枕信息，完成对
轨枕的识别，以及轨枕信息的更新，非常方便、精确。

[0125] 在本发明的一个或多个实施例中，针对没有设置识别码的轨枕，所述拍摄识别模块根据所述轨枕识别码图像信息或轨枕扣件图像信息确定包含有对应轨枕枕号和实时里
程信息的轨枕信息的具体实现为：

[0126] 以上一个设有识别码的轨枕为起点，根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息计算当前轨枕与上一个设有识别码的轨枕之间的实际距离；

[0127] 获取上一个设有识别码的轨枕的里程信息，并根据上一个轨枕的里程信息和当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离确定所述当前轨枕的实时里程信息；

[0128] 根据所述当前轨枕的实时里程信息从所述轨枕数据库中读取对应的轨枕枕号。

[0129] 针对没有设置识别码的轨枕，以上一个设有识别码的轨枕为参照，获取当前轨枕与上一个设有识别码的轨枕之间的实际距离，这样结合当前轨枕的实时里程信息即可准确
确定当前轨枕的实时里程信息，从而在所述轨枕数据库中读取对应的轨枕枕号，大大提高
了轨枕的识别效率。

[0130] 可选地，在本发明的一个或多个实施例中，所述拍摄识别模块根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息计算当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离具体包括如下步骤：

[0131] 以上一个轨枕设有识别码为起点，根据相邻两帧所述轨枕扣件图像信息识别当前轨枕扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移；

[0132] 根据预先标定的像素位移与实际位移的比值确定世界坐标和像素坐标之间的转换关系；

[0133] 根据当前扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移和所述世界坐标和像素坐标之间的转换关系确定轨检小车相对于当前轨枕的移动距离；

[0134] 根据轨检小车相对于当前轨枕的移动距离确定当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离。

[0135] 通过相邻两帧所述轨枕扣件图像信息可以精确识别当前轨枕扣件在所述轨枕扣件图像信息内的像素位移，然后结合所述预先标定的像素位移与实际位移的比值即可准确
计算拍摄相邻两帧所述轨枕扣件图像信息的时间间隔出轨检小车相对于当前轨枕的移动
距离，这样即可确定出当前轨枕与上一个轨枕之间的实际距离。

[0136] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。