CN102673611B - 一种铁路转辙机表示杆缺口视频监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种铁路转辙机表示杆缺口视频监测方法及系统，系统采用红外摄像头采集表示杆缺口图像，由转辙机现场的图像采集处理器直接对原始像素图像进行处理和特征参数提取，从而实现对表示杆缺口数据精确计算，同时连通道岔扳动过程视频、过车振动视频、直播视频、当前缺口位置图片、缺口位置信息、温湿度等数据经通讯网络送到监测站的工控机。其传输速度及处理速度快，实时性强，而且图像分辨率高，更便于观察；此外不需要设置标志，从而不需要对转辙机进行任何改造，不需要新敷设电缆，可根据现场情况灵活组网；设置更简便。

Description

一种铁路转辙机表示杆缺口视频监测方法及系统

技术领域

本发明涉及铁路转辙机表示杆缺口监测技术领域，具体是一种铁路转辙机表示杆缺口视频监测方法及系统。

背景技术

随着我国铁路现代化建设的迅速发展，列车运行速度和运行密度也随之大大提高，为使铁路信号设备保持良好的质量状态，对维护工作的高效、科学性提出了更高的要求。

转辙机是铁路道岔控制系统得主要信号设备，除用于道岔的转换与锁闭外，转辙机表示杆缺口偏移量的大小反映了道岔尖轨(及芯轨)所处位置和状态。

转辙机上设置有L型缺口指示标(主要是指示标的垂直部分，水平部分仅用来固定)，表示杆上杆、表示杆下杆。

表示杆上杆设有缺口(缺口宽度6mm～7mm)，表示杆下杆也设有缺口(缺口宽度6mm～7mm)。表示杆上杆的缺口和表示杆下杆的缺口统称表示杆缺口。L型缺口指示标固定不变，表示杆上杆与表示杆下杆都可能左右移动，也就是表示杆上杆的缺口和表示杆下杆的缺口都可能左右移动。

正常工作时，转辙机有2个位置，分别是定位和反位，即定反位位置信息。

转辙机在定位，表示杆上杆的缺口正对L型缺口指示标的中心，此时，L型缺口指示标的左边沿到表示杆上杆缺口的左边沿之间的距离，称定位缺口，其距离的大小，称为定位缺口数据。

转辙机在反位，表示杆下杆的缺口正对L型缺口指示标的中心，此时，L型缺口指示标的左边沿到表示杆下杆缺口的左边沿之间的距离，称反位缺口，其距离的大小，称为反位缺口数据。

定位缺口数据与反位缺口数据统称为缺口数据。

由于转辙机工作环境非常恶劣，动作频繁，加之轨温变化，轨道线路整修，道岔杆件磨耗旷动等，使得表示杆状态会发生变化，当缺口偏移量超标时，严重影响行车安全。

转辙机表示杆缺口监测产品主要有开关量式、数字式、视频式。

开关量式缺口监测产品，价格低廉、安装方便、而且与温湿度等环境无关，但是它只能定性检测转辙机表示缺口状态，不能把缺口的变化状态完全量化，已慢慢被市场淘汰。

数字式缺口监测产品，实现了缺口变化状态的量化，但是由于不够直观，作业人员需学习并记住监测产品传输上来的不同数字的含义，然后根据数字分析缺口的状态，对作业人员的要求较高。

视频式缺口监测产品，可以直观的随时查看转辙机表示杆缺口图像，提高了工作效率，减少了作业人员的工作强度，不受环境限制。

但目前的视频监测式缺口监测装置其摄像头分辨率低，并且使用现场多达上百台转辙机，转辙机内的摄像设备将图像压缩为JPG数字图像，分别上传到设备机房，集中由监测软件计算出缺口偏移量，图像质量有损失，处理速度慢、实时性不强，没有过车视频、振动视频、温湿度、振动强度监测功能。

此外，目前的视频监测方式都是间接计算缺口的大小，其方法是：在转辙机内缺口旁确定一固定位置，做一标记，如画一直线，在转辙机内缺口处固定一个金属片，金属片随缺口移动，金属片上画一直线，与标记的直线平行，采用摄像头对缺口进行拍照，得到缺口图像，对缺口图像进行分析，计算出标记的直线与随缺口移动的直线之间的位置坐标差，根据已经确定的对应关系，间接计算缺口的大小。由于要在表示杆上设置标记，需对转辙机进行改造，施工比较困难，标记的设置精度也比较难以控制。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的是提供一种铁路转辙机表示杆缺口视频监测方法，该方法包括以下步骤：

a)、利用摄像头在红外灯照明条件下直接采集表示杆缺口图像；

b)、在转辙机现场：

将采集到的所述表示杆缺口图像进行图像处理并得出转辙机当前处于定位还是反位的定反位位置信息及当前的表示杆缺口数据；

采集转辙机启动电流信号并根据该信号启动扳动道岔视频录制；

采集转辙机振动信号并根据该信号启动过车振动视频录制；

采集转辙机现场温湿度信息；

c)、将步骤b)中录制的扳动道岔视频、过车振动视频压缩编码后，与步骤b)中在转辙机现场得出的所述定反位位置信息、表示杆缺口数据、转辙机现场温湿度信息一起传输至监测站的工控机；

d)、所述工控机输出表示杆缺口数据、定反位位置信息、转辙机现场温湿度信息和扳动道岔视频、过车振动视频。

进一步的技术方案：

步骤b)中所述的将采集到的所述表示杆缺口图像进行图像处理得出转辙机当前处于定位还是反位的定反位位置信息及当前的表示杆缺口数据包括以下分步骤：

b1)、将采集到的所述表示杆缺口图像存储到存储器的指定区域；

b2)、读取要处理的表示杆缺口图像；

b3)、在表示杆缺口图像上，将表示杆缺口限定在一预设的区域内，该区域的限定参数根据采集到的表示杆缺口图像进行预设；在竖直坐标轴上设定表示杆上杆与表示杆下杆之间的分界线的竖直坐标记为y0；

b4)对限定区域内图像中的表示杆缺口图像进行包括二值化和形态滤波的处理，再进行特征提取，得到表示杆缺口图像中L型缺口指示标的边沿图；对L型缺口指示标的边沿图进行直方图统计，在水平坐标轴上得到L型缺口指示标的左边沿坐标记为x1、右边沿坐标记为x2；

b5)、采用SOBEL边沿查找方法提取步骤b3)得到的限定区域内图像中的表示杆缺口的边沿信息；

b6)、对于提取到的表示杆缺口的边沿信息进行形态学滤波，得到缺口分析图像，并对缺口分析图像进行规整处理；

b7)、对于缺口分析图像进行直方图统计，对统计到的直方图进行二次转化，得到表示杆缺口的两个边沿；

b8)、对于得到的表示杆缺口的两个边沿进行精确边沿查找，在水平坐标轴上得出缺口两边沿坐标即缺口左边沿坐标记为x3、缺口右边沿坐标记为x4；取缺口左边沿上的一点记为x3、y3；或取缺口右边沿上的一点记为x4、y4；

进行精确边沿查找时：

首先，利用拟合的方法进行精确边沿查找：找到两条边沿线之后将查找到的两条边沿线进行延伸，精确定位缺口两边沿，得出缺口左边沿坐标、得出缺口右边沿坐标；

如果拟合的方法失效，则利用矩形样本特征提取方法进行精确边沿查找：探测矩形计算图像左右之间的差值，停留在图像左右差值最大的点上即为图像，最终精确定位缺口两边沿，得出缺口左边沿坐标、得出缺口右边沿坐标；

如果拟合的方法、矩形样本特征提取方法都失效，则通过对直方图得到的两个边沿进行统计进行精确边沿查找，得出缺口左边沿坐标、得出缺口右边沿坐标；

b9)、根据预设的表示杆上杆与表示杆下杆之间的分界线竖直坐标y0、缺口左边沿上的一点的竖直坐标y3或缺口右边沿上的一点竖直坐标y4得出所述的定反位位置信息；

根据采集的表示杆缺口图像的分辨率及得到的L型缺口指示标的左边沿坐标、L型缺口指示标的右边沿坐标，缺口左边沿坐标、缺口右边沿坐标得出缺口数据；

b10)、输出所述的定反位位置信息、L型缺口指示标的左边沿坐标、L型缺口指示标的右边沿坐标、缺口左边沿坐标、缺口右边沿坐标及所述的缺口数据；

b11)、返回步骤a)并重复以上步骤。

更进一步的技术方案：

步骤b10)中，通过将L型缺口指示标的左边沿坐标、L型缺口指示标的右边沿坐标、所述分界线的竖直坐标、缺口左边沿坐标、缺口右边沿坐标及所述的缺口数据在所述的表示杆缺口图像上标出进行输出。

本发明的目的还在于提供一种铁路转辙机表示杆缺口视频监测系统，该系统包括：

设置在转辙机现场用于采集表示杆缺口图像的红外摄像机；

设置在转辙机现场用于将采集到的所述表示杆缺口图像进行图像处理并得出表示杆缺口数据和定反位位置信息的图像采集处理器；

用于采集转辙机启动电流信号以控制所述的红外摄像机录制扳动道岔视频的启动电流传感器；

用于采集转辙机振动信号以控制所述的红外摄像机录制过车振动视频的振动传感器；

用于采集转辙机现场温湿度信息的温湿度传感器；

设置在转辙机现场用于将所述的扳动道岔视频、过车振动视频压缩编码后，与所述的表示杆缺口数据和定反位位置信息、转辙机现场温湿度信息一起传输至通讯网络的通讯分机；

用于接收通讯分机传输至通讯网络的信息数据的通讯主机；

用于接收通讯主机接收到的信息数据并输出表示杆缺口数据、定反位位置信息、转辙机现场温湿度信息和扳动道岔视频、过车振动视频的工控机。

本发明的有益效果是：该监测方法和系统，因为各转辙机现场的摄像机采集到的图像及其它信息直接在转辙机现场通过图像采集处理器进行处理，然后再传输至监测站的工控机，所以比现有技术中分别输送至工控机再进行统一处理的方式，传输速度及处理速度快，实时性强，而且该系统的红外摄像机采集的图像分辨率高，更便于观察；此外，该监测方法不需要设置标志，从而不需要对转辙机进行任何改造，而是直接根据采集到的转辙机表示杆缺口图像采集直接得出缺口数据；该监测方法和系统适用于S700K型转辙机，不需要新敷设电缆，可根据现场情况灵活组网；设置更简便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：

图1为本发明中铁路转辙机表示杆缺口视频监测系统的实施例的结构图；

图2为图1中图像采集处理器的结构框图；

图3为本发明中铁路转辙机表示杆缺口视频监测方法的流程图；

图4为图2中步骤b)中将采集到的所述表示杆缺口图像进行图像处理、计算出表示杆缺口数据和定反位位置信息的流程图；

图5为读取的表示杆缺口图像；

图6为特征提取后表示杆缺口图像中L型缺口指示标的边沿图；

图7为L型缺口指示标的左边沿坐标、右边沿坐标图；

图8为规整处理后的缺口分析图像；

图9为工控机输出信息示意图；

图中：1工控机，2通讯主机，3通讯网络，4通讯分机，5图像采集处理器，6红外摄像机，7温湿度传感器，8振动传感器，9启动电流传感器，10信号微机监测系统。

具体实施方式

如图1所示，该铁路转辙机表示杆缺口视频监测系统，包括：

设置在转辙机现场用于采集表示杆缺口图像的红外摄像机6；该红外摄像机采用OV9650130万像素的红外摄像头；

设置在转辙机现场用于将采集到的所述表示杆缺口图像进行图像处理并得出表示杆缺口数据和定反位位置信息的图像采集处理器5；

用于采集转辙机启动电流信号以控制所述的红外摄像机6录制扳动道岔视频的启动电流传感器9；

用于采集转辙机振动信号以控制所述的红外摄像机6录制过车振动视频的振动传感器8；

用于采集转辙机现场温湿度信息的温湿度传感器7；

设置在转辙机现场用于将所述的扳动道岔视频、过车振动视频压缩编码后，与所述的表示杆缺口数据和定反位位置信息、转辙机现场温湿度信息一起传输至通讯网络3的通讯分机4；

用于接收通讯分机4传输至通讯网络3的信息数据的通讯主机2；

用于接收通讯主机2接收到的信息数据并输出表示杆缺口数据、定反位位置信息、转辙机现场温湿度信息和扳动道岔视频、过车振动视频的工控机1。

如图2所示，该系统中的图像采集处理器5包括CPU、参数配置寄存器，其CPU采用400MHz的i.MX27作为微处理器并采用linux系统，CPU通过其CSI接口外接OV9650130万像素的红外摄像头，通过其以太网接口连接通讯分机4，通过其IIC口连接温湿度传感器7、振动传感器8。CPU设置有供导入嵌入式软件的USB口。

该系统中的通讯网络既支持现场只有2芯线缆的电力载波传输网络，传输速率50～70kb/s；也支持现场有4芯线缆的ADSL和OFDM线缆载波技术组成的以太传输网络，传输速率800～2000kb/s；还支持光纤传输，传输速率10～100Mb/s；以及以上2线+4线方式的混合组网。

该系统可以采用以下三种结构中的任意一种：(1)220V交流供电、数据传输共用2线电缆；(2)2线供220V交流电源，2线传输数据，共4线电缆；(3)2线电缆供220V交流电源，光纤传输数据。

上述工控机、通讯主机设置在监测站的室内；通讯分机、图像采集处理器、红外摄像机、温湿度传感器、振动传感器、启动电流传感器均设置室外的转辙机现场。

此外，所述的工控机可以通过CAN总线接入现有的信号微机监测系统10，将信息传输至信号微机监测系统，供远端查看。

如图3所示，通过上述铁路转辙机表示杆缺口视频监测系统实现的监测方法，包括以下步骤：

a)、利用摄像头在红外灯照明条件下直接采集表示杆缺口图像；

b)、在转辙机现场：

将采集到的所述表示杆缺口图像进行图像处理并得出转辙机当前处于定位还是反位的定反位位置信息及当前的表示杆缺口数据；

采集转辙机启动电流信号并根据该信号启动扳动道岔视频录制；

采集转辙机振动信号并根据该信号启动过车振动视频录制；

采集转辙机现场温湿度信息；

c)、将步骤b)中录制的扳动道岔视频、过车振动视频压缩编码后，与步骤b)中在转辙机现场得出的所述定反位位置信息、表示杆缺口数据、转辙机现场温湿度信息一起传输至监测站的工控机；

d)、所述工控机输出表示杆缺口数据、定反位位置信息、转辙机现场温湿度信息和扳动道岔视频、过车振动视频。

通过上述方法，将各摄像头采集的图像直接在转辙机现场进行处理，然后通过通讯网络分别传输至远端监测站的工控机输出，提高了处理速度、传输速度、从而实时性更强，而且图像质量更高，而且降低了对远端设备的要求。此外，监测系统设置简便，可以根据现场情况自由组网。

如图4所示，该铁路转辙机表示杆缺口视频监测方法，步骤b)中所述的将采集到的所述表示杆缺口图像进行图像处理得出转辙机当前处于定位还是反位的定反位位置信息及当前的表示杆缺口数据包括以下分步骤：

b1)、将采集到的所述表示杆缺口图像存储到存储器的指定区域；

b2)、读取要处理的表示杆缺口图像，如图5所示；

b3)、在表示杆缺口图像上，将表示杆缺口限定在一预设的区域内，该区域的限定参数根据采集到的表示杆缺口图像进行预设；在竖直坐标轴上设定表示杆上杆与表示杆下杆之间的分界线的竖直坐标记为y0；

b4)对限定区域内图像中的表示杆缺口图像进行包括二值化和形态滤波的处理，再进行特征提取，得到表示杆缺口图像中L型缺口指示标的边沿图，如图6所示；对L型缺口指示标的边沿图进行直方图统计，在水平坐标轴上得到L型缺口指示标的左边沿坐标、右边沿坐标，如图7所示；并将L型缺口指示标的左边沿坐标记为x1、右边沿坐标记为x2；

b5)、采用SOBEL边沿查找方法提取步骤b3)得到的限定区域内图像中的表示杆缺口的边沿信息；为了追求适中的边沿查找效果，可以对参数进行限制，对于图像关心的像素点的信息进行去边沿；

b6)、对于提取到的表示杆缺口的边沿信息进行形态学滤波，即图像的开闭运算，形成缺口分析图像，并对缺口分析图像进行规整处理，规整处理后得到图像如图8所示；规整处理时，如果图像当中的干扰信息比较多，可以通过进行腐蚀运算实现规整处理，如果图像的信息不明显，可以通过进行膨胀运算实现规整处理；

b7)、对于缺口分析图像进行直方图统计，因为图像的上下大小不一致，因此对统计到的直方图进行二次转化，得到缺口的两个边沿；转化的比例可以通过设定参数进行调整；

b8)、对于得到的表示杆缺口的两个边沿进行精确边沿查找，在水平坐标轴上得出缺口两边沿坐标即缺口左边沿坐标记为x3、缺口右边沿坐标记为x4；取缺口左边沿上的一点记为x3、y3；或取缺口右边沿上的一点记为x4、y4；

进行精确边沿查找时：

首先，利用拟合的方法进行精确边沿查找：找到两条边沿线之后将查找到的两条边沿线进行延伸，精确定位缺口两边沿，得出缺口左边沿坐标、得出缺口右边沿坐标；

如果拟合的方法失效，则利用矩形样本特征提取方法进行精确边沿查找：探测矩形计算图像左右之间的差值，停留在图像左右差值最大的点上即为图像，最终精确定位缺口两边沿，得出缺口左边沿坐标、得出缺口右边沿坐标；

如果拟合的方法、矩形样本特征提取方法都失效，则通过对直方图得到的两个边沿进行统计进行精确边沿查找，得出缺口左边沿坐标、得出缺口右边沿坐标；

b9)、根据预设的表示杆上杆与表示杆下杆之间的分界线竖直坐标y0、缺口左边沿上的一点的竖直坐标y3或缺口右边沿上的一点竖直坐标y4得出所述的定反位位置信息；

因为转辙机处于一个位置时，表示杆上杆的缺口、表示杆下杆的缺口两者只能有一个，如果转辙机处于定位则是表示杆上杆的缺口，则缺口高于分界线，即缺口边沿上的点竖直坐标y3或y4＞所述分界线的竖直坐标y0；如果转辙机处于反位则是表示杆下杆的缺口，则缺口低于分界线，即缺口边沿上的点竖直坐标y3或y4＜所述分界线的竖直坐标y0；

该方法利用缺口左边沿上的一点的竖直坐标y3进行判断定反位位置信息。如果y3＞y0，则转辙机处于定位；如果y3＜y0，则转辙机处于反位；

根据采集的表示杆缺口图像的分辨率及得到的L型缺口指示标的左边沿坐标、L型缺口指示标的右边沿坐标，缺口左边沿坐标、缺口右边沿坐标得出缺口数据；

该方法采集的是S700K转辙机表示杆缺口图像，S700K转辙机表示杆缺口宽度为6mm，经过坐标计算，如缺口左右两边沿在水平轴即X轴上的坐标之间的差为302，则图像分辨率＝6mm/302＝0.0198mm；

本应用中由于摄像头的焦距固定，所以图像分辨率也是固定的；

计算L型缺口指示标的左边沿坐标x1与缺口左边沿坐标x3之差，则缺口数据＝0.0198×|x1-x3|mm；

b10)、输出所述的定反位位置信息、L型缺口指示标的左边沿坐标、L型缺口指示标的右边沿坐标、缺口左边沿坐标、缺口右边沿坐标及所述的缺口数据；该方法中是利用图像采集处理器将上述信息发送至工控机，工控机将上述坐标及缺口数据在表示杆缺口图像上标示线标出，如图9所示；

b11)、返回步骤a)并重复以上步骤。

通过上述方法直接采用缺口图像进行计算得出缺口数据，不用设置标志，从而能避免因标志本身的设置精度对监测结果的精确度的影响，使得监测结果更精确，误差更小，满足铁道部规定的缺口的误差不大于0.1mm的要求。

此外，不用再做标志，从而不需对现有的转辙机进行设备改造，使得监测系统安装实现更简便。

本发明并不仅仅局限于上述实施例。

Claims (3)

1.一种铁路转辙机表示杆缺口视频监测方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

a)、利用摄像头在红外灯照明条件下直接采集表示杆缺口图像；

b)、在转辙机现场：

将采集到的所述表示杆缺口图像进行图像处理并得出转辙机当前处于定位还是反位的定反位位置信息及当前的表示杆缺口数据；

采集转辙机启动电流信号并根据该信号启动扳动道岔视频录制；

采集转辙机振动信号并根据该信号启动过车振动视频录制；

采集转辙机现场温湿度信息；

c)、将步骤b)中录制的扳动道岔视频、过车振动视频压缩编码后，与步骤b)中在转辙机现场得出的所述定反位位置信息、表示杆缺口数据、转辙机现场温湿度信息一起传输至监测站的工控机；

d)、所述工控机输出表示杆缺口数据、定反位位置信息、转辙机现场温湿度信息和扳动道岔视频、过车振动视频；

步骤b)中所述的将采集到的所述表示杆缺口图像进行图像处理得出转辙机当前处于定位还是反位的定反位位置信息及当前的表示杆缺口数据包括以下分步骤：

b1)、将采集到的所述表示杆缺口图像存储到存储器的指定区域；

b2)、读取要处理的表示杆缺口图像；

b3)、在表示杆缺口图像上，将表示杆缺口限定在一预设的区域内，该区域的限定参数根据采集到的表示杆缺口图像进行预设；在竖直坐标轴上设定表示杆上杆与表示杆下杆之间的分界线的竖直坐标记为y0；

b4)对限定区域内图像中的表示杆缺口图像进行包括二值化和形态滤波的处理，再进行特征提取，得到表示杆缺口图像中L型缺口指示标的边沿图；对L型缺口指示标的边沿图进行直方图统计，在水平坐标轴上得到L型缺口指示标的左边沿坐标记为x1、右边沿坐标记为x2；

b5)、采用SOBEL边沿查找方法提取步骤b3)得到的限定区域内图像中的表示杆缺口的边沿信息；

b6)、对于提取到的表示杆缺口的边沿信息进行形态学滤波，得到缺口分析图像，并对缺口分析图像进行规整处理；

b7)、对于缺口分析图像进行直方图统计，对统计到的直方图进行二次转化，得到表示杆缺口的两个边沿；

b8)、对于得到的表示杆缺口的两个边沿进行精确边沿查找，在水平坐标轴上得出缺口两边沿坐标即缺口左边沿坐标记为x3、缺口右边沿坐标记为x4；取缺口左边沿上的一点记为x3、y3；或取缺口右边沿上的一点记为x4、y4；

进行精确边沿查找时：

首先，利用拟合的方法进行精确边沿查找：找到两条边沿线之后将查找到的两条边沿线进行延伸，精确定位缺口两边沿，得出缺口左边沿坐标、得出缺口右边沿坐标；

如果拟合的方法失效，则利用矩形样本特征提取方法进行精确边沿查找：探测矩形计算图像左右之间的差值，停留在图像左右差值最大的点上，最终精确定位缺口两边沿，得出缺口左边沿坐标、得出缺口右边沿坐标；

如果拟合的方法、矩形样本特征提取方法都失效，则通过对直方图得到的两个边沿进行统计进行精确边沿查找，得出缺口左边沿坐标、得出缺口右边沿坐标；

b9)、根据预设的表示杆上杆与表示杆下杆之间的分界线竖直坐标y0、缺口左边沿上的一点的竖直坐标y3或缺口右边沿上的一点竖直坐标y4得出所述的定反位位置信息；

根据采集的表示杆缺口图像的分辨率及得到的L型缺口指示标的左边沿坐标、L型缺口指示标的右边沿坐标，缺口左边沿坐标、缺口右边沿坐标得出缺口数据；

b10)、输出所述的定反位位置信息、L型缺口指示标的左边沿坐标、L型缺口指示标的右边沿坐标、缺口左边沿坐标、缺口右边沿坐标及所述的缺口数据；

b11)、返回步骤a)并重复以上步骤。

2.根据权利要求1所述的一种铁路转辙机表示杆缺口视频监测方法，其特征是：步骤b10)中，通过将L型缺口指示标的左边沿坐标、L型缺口指示标的右边沿坐标、所述分界线的竖直坐标、缺口左边沿坐标、缺口右边沿坐标及所述的缺口数据在所述的表示杆缺口图像上标出进行输出。

3.一种铁路转辙机表示杆缺口视频监测系统，其特征是，该系统包括：

设置在转辙机现场用于采集表示杆缺口图像的红外摄像机；

设置在转辙机现场用于将采集到的所述表示杆缺口图像进行图像处理并得出表示杆缺口数据和定反位位置信息的图像采集处理器；在图像采集处理器中：

b1)、将采集到的所述表示杆缺口图像存储到存储器的指定区域；

b2)、读取要处理的表示杆缺口图像；

b3)、在表示杆缺口图像上，将表示杆缺口限定在一预设的区域内，该区域的限定参数根据采集到的表示杆缺口图像进行预设；在竖直坐标轴上设定表示杆上杆与表示杆下杆之间的分界线的竖直坐标记为y0；

b4)对限定区域内图像中的表示杆缺口图像进行包括二值化和形态滤波的处理，再进行特征提取，得到表示杆缺口图像中L型缺口指示标的边沿图；对L型缺口指示标的边沿图进行直方图统计，在水平坐标轴上得到L型缺口指示标的左边沿坐标记为x1、右边沿坐标记为x2；

b5)、采用SOBEL边沿查找方法提取步骤b3)得到的限定区域内图像中的表示杆缺口的边沿信息；

b6)、对于提取到的表示杆缺口的边沿信息进行形态学滤波，得到缺口分析图像，并对缺口分析图像进行规整处理；

b7)、对于缺口分析图像进行直方图统计，对统计到的直方图进行二次转化，得到表示杆缺口的两个边沿；

b8)、对于得到的表示杆缺口的两个边沿进行精确边沿查找，在水平坐标轴上得出缺口两边沿坐标即缺口左边沿坐标记为x3、缺口右边沿坐标记为x4；取缺口左边沿上的一点记为x3、y3；或取缺口右边沿上的一点记为x4、y4；

进行精确边沿查找时：

首先，利用拟合的方法进行精确边沿查找：找到两条边沿线之后将查找到的两条边沿线进行延伸，精确定位缺口两边沿，得出缺口左边沿坐标、得出缺口右边沿坐标；

如果拟合的方法失效，则利用矩形样本特征提取方法进行精确边沿查找：探测矩形计算图像左右之间的差值，停留在图像左右差值最大的点上，最终精确定位缺口两边沿，得出缺口左边沿坐标、得出缺口右边沿坐标；

如果拟合的方法、矩形样本特征提取方法都失效，则通过对直方图得到的两个边沿进行统计进行精确边沿查找，得出缺口左边沿坐标、得出缺口右边沿坐标；

b9)、根据预设的表示杆上杆与表示杆下杆之间的分界线竖直坐标y0、缺口左边沿上的一点的竖直坐标y3或缺口右边沿上的一点竖直坐标y4得出所述的定反位位置信息；

根据采集的表示杆缺口图像的分辨率及得到的L型缺口指示标的左边沿坐标、L型缺口指示标的右边沿坐标，缺口左边沿坐标、缺口右边沿坐标得出缺口数据；

b10)、输出所述的定反位位置信息、L型缺口指示标的左边沿坐标、L型缺口指示标的右边沿坐标、缺口左边沿坐标、缺口右边沿坐标及所述的缺口数据；

系统还包括：

用于采集转辙机启动电流信号以控制所述的红外摄像机录制扳动道岔视频的启动电流传感器；

用于采集转辙机振动信号以控制所述的红外摄像机录制过车振动视频的振动传感器；

用于采集转辙机现场温湿度信息的温湿度传感器；

设置在转辙机现场用于将所述的扳动道岔视频、过车振动视频压缩编码后，与所述的表示杆缺口数据和定反位位置信息、转辙机现场温湿度信息一起传输至通讯网络的通讯分机；

用于接收通讯分机传输至通讯网络的信息数据的通讯主机；

用于接收通讯主机接收到的信息数据并输出表示杆缺口数据、定反位位置信息、转辙机现场温湿度信息和扳动道岔视频、过车振动视频的工控机。