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融合聚类特征的改进MRF轨面缺陷分割方法
被引量：
1
1
作者
闵永智
刘洋
《北京航空航天大学学报》
北大核心
2025年第6期1863-1872,共10页
针对轨面缺陷样本数量少、种类多的特点,以及在真实场景下存在迁移学习效果不稳定、阈值分割易受环境因素影响的问题,提出一种零样本的改进马尔可夫随机场轨面缺陷分割方法。对采集的数据使用Gabor函数进行处理,突出缺陷特征,降低数据维...
针对轨面缺陷样本数量少、种类多的特点,以及在真实场景下存在迁移学习效果不稳定、阈值分割易受环境因素影响的问题,提出一种零样本的改进马尔可夫随机场轨面缺陷分割方法。对采集的数据使用Gabor函数进行处理,突出缺陷特征,降低数据维度,得到降维特征图;对处理后的特征图进行Kmeans聚类,缩减数据分布,降低反光和阴影的影响,并将聚类结果作为预分类矩阵;通过降维特征图和预分类矩阵构建改进马尔可夫随机场(MRF)双层图模型,并进行推理;根据模型推理出的预分类矩阵特征值来分析缺陷部分的局部几何结构;标记出缺陷区域,并完成缺陷分割。使用自采样数据集进行对比实验和消融实验,结果表明:所提方法在自采样数据集上的像素准确率、平均像素准确率、加权交并比、均交并比分别达到93.6%、80.7%、89.4%、68.2%,超过对比检测方法精度。
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关键词
图像处理
轨面缺陷
马尔可夫随机场
概率图模型
实例分割
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职称材料
改进Faster R-CNN的轨面缺陷检测视频分析方法研究
被引量：
5
2
作者
李海培
《铁道标准设计》
北大核心
2021年第5期172-178,共7页
针对钢轨表面灰度差异小,缺陷区域边界难提取,传统图像处理方法耗时长,缺陷识别准确率低等问题,设计一种改进的Faster R-CNN的钢轨表面缺陷检测方法。通过对采集到的钢轨表面图像进行预处理以减小后续运算量,采用基于灰度垂直投影法完...
针对钢轨表面灰度差异小,缺陷区域边界难提取,传统图像处理方法耗时长,缺陷识别准确率低等问题,设计一种改进的Faster R-CNN的钢轨表面缺陷检测方法。通过对采集到的钢轨表面图像进行预处理以减小后续运算量,采用基于灰度垂直投影法完成轨面区域的提取;为了提高Faster R-CNN网络对钢轨表面缺陷检测的准确率,对Faster R-CNN网络一些关键部分加以改进,包括卷积核的选择和基于级联的特征融合策略;设计网络训练策略,建立样本图像库和干扰图像库,对改进后模型和两种传统模型进行对比实验。对比结果表明,本文方法缺陷检测精度和检测时间皆优于其他两种方法。改进后模型比传统模型中缺陷检测准确率提高1.85%,平均检测时间快0.51 s。采用该方法对于检测钢轨表面缺陷实际可行。
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关键词
轨面缺陷
检测
灰度垂直投影法
Faster
R-CNN网络
特征提取网络
级联特征融合策略
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职称材料
基于轮轨黏滑特性的地铁线路波磨趋势分析
被引量：
3
3
作者
王志强
雷震宇
《北京交通大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期17-25,共9页
针对地铁线路上普遍存在的波磨问题,依据实际运营情况,建立了车辆-轨道刚柔耦合数值模型,借助实测数据验证了模型的有效性.分析了直线和曲线轨道上的轮轨黏滑特性,并利用黏着系数总体离散率衡量了钢轨波磨的发生趋势,同时分析了黏滑振...
针对地铁线路上普遍存在的波磨问题,依据实际运营情况,建立了车辆-轨道刚柔耦合数值模型,借助实测数据验证了模型的有效性.分析了直线和曲线轨道上的轮轨黏滑特性,并利用黏着系数总体离散率衡量了钢轨波磨的发生趋势,同时分析了黏滑振动的相位同步条件.结果表明:当不考虑轨面不平顺时,直线轨道轮轨界面具有发生横向黏滑振动的趋势,但振动强度相对较小;当存在短波不平顺时,直线轨道轮轨界面具有发生纵向黏滑振动的趋势,且振动强度相对较大;当存在长波不平顺时,直线轨道轮轨界面具有发生横向黏滑振动的趋势,但振动强度相对较小.对于直线无不平顺或存在长波不平顺情况,出现波磨或波磨进一步发展的原因与轮轨横向黏着系数达到饱和有关;而对于直线短波不平顺情况,波磨进一步发展的原因则与轮轨纵向黏着系数达到饱和有关.曲线轨道上内外侧轮轨均具有发生黏滑振动的趋势,且短波不平顺的存在会加剧黏滑振动强度.内侧轮轨界面纵横向黏着系数总体离散率大于外侧对应值,表明内轨更容易发生强度较大的黏滑振动,从而促使内轨波磨形成和发展.轨面固定缺陷会导致相同位置处产生同相位的钢轨磨耗,赋予同相位的周期黏滑振动,并沿着钢轨纵向发展,最终形成钢轨波磨.
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关键词
地铁
钢
轨
波磨
黏滑特性
轨面缺陷
相位同步
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职称材料
题名
融合聚类特征的改进MRF轨面缺陷分割方法
被引量：
1
1
作者
闵永智
刘洋
机构
兰州交通大学自动化与电气工程学院
包头铁道职业技术学院机械工程系
出处
《北京航空航天大学学报》
北大核心
2025年第6期1863-1872,共10页
基金
国家自然科学基金(62066024)
2023甘肃省优秀研究生“创新之星”项目(2023CXZX-615)。
文摘
针对轨面缺陷样本数量少、种类多的特点,以及在真实场景下存在迁移学习效果不稳定、阈值分割易受环境因素影响的问题,提出一种零样本的改进马尔可夫随机场轨面缺陷分割方法。对采集的数据使用Gabor函数进行处理,突出缺陷特征,降低数据维度,得到降维特征图;对处理后的特征图进行Kmeans聚类,缩减数据分布,降低反光和阴影的影响,并将聚类结果作为预分类矩阵;通过降维特征图和预分类矩阵构建改进马尔可夫随机场(MRF)双层图模型,并进行推理;根据模型推理出的预分类矩阵特征值来分析缺陷部分的局部几何结构;标记出缺陷区域,并完成缺陷分割。使用自采样数据集进行对比实验和消融实验,结果表明:所提方法在自采样数据集上的像素准确率、平均像素准确率、加权交并比、均交并比分别达到93.6%、80.7%、89.4%、68.2%,超过对比检测方法精度。
关键词
图像处理
轨面缺陷
马尔可夫随机场
概率图模型
实例分割
Keywords
image processing
rail surface defect
Markov random field
probabilistic graphical model
instance segmentation
分类号
TP391.4 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
改进Faster R-CNN的轨面缺陷检测视频分析方法研究
被引量：
5
2
作者
李海培
机构
中铁第一勘察设计院集团有限公司
出处
《铁道标准设计》
北大核心
2021年第5期172-178,共7页
文摘
针对钢轨表面灰度差异小,缺陷区域边界难提取,传统图像处理方法耗时长,缺陷识别准确率低等问题,设计一种改进的Faster R-CNN的钢轨表面缺陷检测方法。通过对采集到的钢轨表面图像进行预处理以减小后续运算量,采用基于灰度垂直投影法完成轨面区域的提取;为了提高Faster R-CNN网络对钢轨表面缺陷检测的准确率,对Faster R-CNN网络一些关键部分加以改进,包括卷积核的选择和基于级联的特征融合策略;设计网络训练策略,建立样本图像库和干扰图像库,对改进后模型和两种传统模型进行对比实验。对比结果表明,本文方法缺陷检测精度和检测时间皆优于其他两种方法。改进后模型比传统模型中缺陷检测准确率提高1.85%,平均检测时间快0.51 s。采用该方法对于检测钢轨表面缺陷实际可行。
关键词
轨面缺陷
检测
灰度垂直投影法
Faster
R-CNN网络
特征提取网络
级联特征融合策略
Keywords
Rail surface defect detection
Gray-scale vertical projection method
Faster R-CNN network
Feature extraction network
Cascading feature fusion strategy
分类号
U216.3 [交通运输工程—道路与铁道工程]
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于轮轨黏滑特性的地铁线路波磨趋势分析
被引量：
3
3
作者
王志强
雷震宇
机构
同济大学铁道与城市轨道交通研究院
出处
《北京交通大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期17-25,共9页
基金
国家自然科学基金(11772230)。
文摘
针对地铁线路上普遍存在的波磨问题,依据实际运营情况,建立了车辆-轨道刚柔耦合数值模型,借助实测数据验证了模型的有效性.分析了直线和曲线轨道上的轮轨黏滑特性,并利用黏着系数总体离散率衡量了钢轨波磨的发生趋势,同时分析了黏滑振动的相位同步条件.结果表明:当不考虑轨面不平顺时,直线轨道轮轨界面具有发生横向黏滑振动的趋势,但振动强度相对较小;当存在短波不平顺时,直线轨道轮轨界面具有发生纵向黏滑振动的趋势,且振动强度相对较大;当存在长波不平顺时,直线轨道轮轨界面具有发生横向黏滑振动的趋势,但振动强度相对较小.对于直线无不平顺或存在长波不平顺情况,出现波磨或波磨进一步发展的原因与轮轨横向黏着系数达到饱和有关;而对于直线短波不平顺情况,波磨进一步发展的原因则与轮轨纵向黏着系数达到饱和有关.曲线轨道上内外侧轮轨均具有发生黏滑振动的趋势,且短波不平顺的存在会加剧黏滑振动强度.内侧轮轨界面纵横向黏着系数总体离散率大于外侧对应值,表明内轨更容易发生强度较大的黏滑振动,从而促使内轨波磨形成和发展.轨面固定缺陷会导致相同位置处产生同相位的钢轨磨耗,赋予同相位的周期黏滑振动,并沿着钢轨纵向发展,最终形成钢轨波磨.
关键词
地铁
钢
轨
波磨
黏滑特性
轨面缺陷
相位同步
Keywords
metro
rail corrugation
stick-slip characteristics
rail surface defect
phase synchronization
分类号
U211.5 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
融合聚类特征的改进MRF轨面缺陷分割方法
闵永智
刘洋
《北京航空航天大学学报》
北大核心
2025
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
改进Faster R-CNN的轨面缺陷检测视频分析方法研究
李海培
《铁道标准设计》
北大核心
2021
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于轮轨黏滑特性的地铁线路波磨趋势分析
王志强
雷震宇
《北京交通大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
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