(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111676768.7 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 江苏集萃智能光电系统研究所有限 公司 地址 215300 江苏省苏州市昆山 开发区春 旭路258号 东安大厦13 01室 (72)发明人 李苏祺　刘浩　 (74)专利代理 机构 苏州国诚专利代理有限公司 32293 代理人 顾阳 (51)Int.Cl. G06V 20/40(2022.01) G06V 20/58(2022.01) G06V 10/22(2022.01) G06V 10/774(2022.01)G06V 10/764(2022.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种列车 车辆及运行状态检测方法及装置 (57)摘要 本发明提供了一种列车车辆及运行状态检 测方法及装置， 其可实现在列车车辆检测的同 时， 得到准确稳定的车辆运动状态； 一种列车车 辆及运行状态检测方法包括： 获取列车车辆通过 轨道时的视频图像； 对所述视频图像中的所述轨 道进行检测， 以建立列车车辆运动的坐标系； 对 所述视频图像进行所述列车车辆检测， 以得到所 述列车车辆在建立的坐标系中的坐标位置； 根据 所述列车车辆的坐标位置， 得到所述列车车辆的 运动状态。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 114332728 A 2022.04.12 CN 114332728 A 1.一种列车 车辆及运行状态检测方法， 其特 征在于， 包括： 获取列车 车辆通过轨道时的视频图像； 对所述视频图像中的所述轨道进行检测， 以建立列车 车辆运动的坐标系； 对所述视频图像进行所述列 车车辆检测， 以得到所述列 车车辆在 建立的坐标系中的坐 标位置； 根据所述列车 车辆的坐标位置， 得到所述列车 车辆的运动状态。 2.根据权利要求1所述的一种列车车辆及运行状态检测方法， 其特征在于， 在所述轨道 上方通过支架装有摄像机， 所述摄像机以固定频率进行视频采集， 通过所述摄像机获取 的 视频图像同时包含有所述轨道、 通过时的所述列车车辆的一个侧面和所述列车车辆的顶 部。 3.根据权利要求1所述的一种列车车辆及运行状态检测方法， 其特征在于， 在建立的列 车车辆运动的坐标系中， 以所述轨道方向作为坐标轴； 在所述轨道一侧设置若干位置标示 物， 对所述 位置标示物进行直线拟合， 通过拟合的直线得到坐标系中的坐标轴刻度。 4.根据权利要求3所述的一种列车车辆及运行状态检测方法， 其特征在于， 所述位置标 示物为直线形状， 所述 位置标示物的数量至少有两个。 5.根据权利要求1所述的一种列车车辆及运行状态检测方法， 其特征在于， 得到所述列 车车辆在建立的坐标系中的坐标位置， 包括以下步骤： S1、 对所述视频图像进行所述列车车辆检测， 得到每一节所述列车车辆的目标框； 所述 目标框为两个矩形方框嵌套形成， 两个所述矩形方框共用一个嵌套点， 其中一个矩形方框 包含当前所述列车车辆的整个列车车辆范围， 另一个矩形方框只包含当前所述列车车辆在 所述视频图像中的侧面范围； S2、 对每一个所述目标框， 选取只包含当前所述列车车辆侧面的矩形方框右下角顶点， 沿所述轨道方向判断所述右下角顶点前后是否都存在拟合的直线， 若存在， 则根据所述右 下角顶点位于前后两条拟合直线之 间的位置， 通过插值计算得到所述右下角顶点位于所述 轨道上的位置， 即 当前所述列车 车辆在所述 坐标系中的坐标值； S3、 对视频中的每帧图像重 复所述步骤S1、 S2， 得到每一个所述目标框在不同时刻的位 置， 则根据每一时刻所述列车车辆目标框的坐标值， 得到所述列车车辆的运行方向、 速度、 加速度。 6.根据权利要求5所述的一种列车车辆及运行状态检测方法， 其特征在于， 在所述步骤 S1中， 采用基于anc hor box的深度学习检测网络实现列车 车辆检测， 具体包括以下步骤： S1.1、 设定所述目标框在所述视频图像中的定义为： {(x,y),(wb,hb),(ws,hs)}， 其中， x， y， wb， hb， ws， hs分别为描述所述 目标框的位置参数， 即(x,y)为两个矩形方框共用嵌套点的 坐标值， wb,hb分别为两个矩形方框中大框的宽度和高度， ws,hs分别为两个矩形方框中小框 的宽度和高度； S 1 .2 、设 真 实 框 ( g r o u n d  t r u t h  b o x ，g t  b o x ) ，并 定 义 为 其中， (gx,gy)为真实框中两个框共用的嵌套点坐标， 分别为真实框中大框 宽度和高度， 分别为真实框中小框的宽度和高度； 设预测框(predict  box， pr box)， 并定义为 其中， (px,权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114332728 A 2py)为预测框中两个框共用的嵌套点坐标， 分别为预测框中大框宽度和高度， 分别为预测框中小框的宽度和高度； 设锚框(anchor  box， ac box)， 并定义为 其中， (ax,ay)为 锚框中两个框共用的嵌套点坐标， 为锚框中大框宽度和高度， 为锚框中小 框的宽度和高度； S1.3、 预测框与锚框、 真实框与锚框之间的关系通过以下计算式确定： 其中， pl为预测框的预测值； gl为真实框的预测值； S1.4、 通过以下计算公式得到损失函数： 其中， Lcls为分类损失函数； Lreg为目标框位置回归损失函数； gc∈{0,1}为真实框的类别， 即是否为列车车辆的标识， 当gc＝1时表示该真实框是列 车车辆， 当gc＝0时表示该真实框不是列车 车辆； pc为预测框预测为列车车辆的概率值； N为列车车辆目标框的数量； α为权重系数； M为 真实框的数量； θk为目标框位置参数的权 重系数； s moothL1为平滑函数； S1.5、 通过预测框的预测值pl根据公式(3)反推计算， 得到预测的目标框在所述视频图 像中的位置和大小， 从而实现对所述列车 车辆的检测。 7.一种列 车车辆及运行状态检测装置， 其特征在于： 其包括视频采集模块， 用于采集监 测现场列车 车辆通过轨道时的视频图像； 视频处理模块， 用于接收所述视频采集模块采集的视频图像后进行视频处理， 得到通 过的列车 车辆运动状态信息； 位置标示模块， 用于辅助所述视频处理模块进行视频处理， 以确定所述列车车辆在轨 道上的位置 。 8.根据权利要求7所述的一种列车车辆及运行状态检测装置， 其特征在于： 所述视频处 理模块根据采集的视频图像和所述位置标示模块， 建立列车车辆运动的坐标系， 所述坐标 系以轨道方向作为坐标轴； 所述视频处理模块通过对所述位置标示模块进行直线拟合， 通 过拟合的直线得到坐标系中的坐标轴刻度。 9.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114332728 A 3