機(jī)器視覺(jué)技術(shù)是人工智能技術(shù)的一個(gè)分支，是一門涉及人工智能、神經(jīng)生物學(xué)、心理物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像處理、模式識(shí)別等諸多領(lǐng)域的交叉學(xué)科。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)主要通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的視覺(jué)功能，從客觀事物的圖像中提取信息，進(jìn)行處理并加以理解，最終用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和控制。機(jī)器視覺(jué)的誕生和應(yīng)用，大幅解放了人類勞動(dòng)力，同時(shí)提高了生產(chǎn)檢測(cè)的智能化水平，提升裝備的使用效率、可靠性及穩(wěn)定性。

隨著新技術(shù)、新理論在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的應(yīng)用，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)將在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)域中發(fā)揮更大作用，其廣闊的應(yīng)用前景，將為社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)新的技術(shù)革命。我國(guó)正處于由勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)型的時(shí)期，對(duì)提高生產(chǎn)效率、提高檢測(cè)精度、降低人工成本的機(jī)器視覺(jué)方案有著迫切的市場(chǎng)需求，已成為全球機(jī)器視覺(jué)技術(shù)發(fā)展最為活躍的地區(qū)之一。

我國(guó)對(duì)“十三五”后三年中國(guó)交通運(yùn)輸工作已進(jìn)行了全面部署，主要包括8個(gè)方面，共76項(xiàng)任務(wù)，涉及深化交通運(yùn)輸供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、高品質(zhì)建設(shè)現(xiàn)代交通運(yùn)輸體系、高層次建設(shè)交通創(chuàng)新體系、高要求建設(shè)交通安全體系等目標(biāo)，其中計(jì)劃明確，到2020年，中國(guó)高速鐵路里程達(dá)到3萬(wàn)公里，覆蓋80%以上的城區(qū)常住人口100萬(wàn)以上的城市；高速公路總里程達(dá)到15萬(wàn)公里，基本覆蓋城鎮(zhèn)人口20萬(wàn)以上城市及地級(jí)行政中心。

此外，根據(jù)新《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，到2030年，我國(guó)高速鐵路網(wǎng)規(guī)模將達(dá)到4.5萬(wàn)公里左右，鐵路網(wǎng)規(guī)模將達(dá)到20萬(wàn)公里左右。隨著我國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展，我國(guó)已成為軌道交通最長(zhǎng)、運(yùn)輸密度最高、成網(wǎng)運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景最復(fù)雜的國(guó)家。在軌道交通高速發(fā)展的背后，在如此龐大的運(yùn)營(yíng)體系下，如何能夠高效、精準(zhǔn)地維護(hù)軌道交通安全運(yùn)營(yíng)、有效避免未知事故及風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，成為各鐵路部門亟待解決的問(wèn)題。鐵路相關(guān)部門必須加強(qiáng)安全風(fēng)險(xiǎn)源的控制和排除，防患于未然，提前檢測(cè)、及時(shí)維護(hù)。眾所周知，在軌道交通車輛高速運(yùn)行過(guò)程中，其基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備的健康狀態(tài)已成為車輛能否安全、穩(wěn)定、高速運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵，鐵路安全事關(guān)千家萬(wàn)戶、億萬(wàn)人民，確保高鐵和旅客安全的責(zé)任極其重大。

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，依靠以往人工視覺(jué)、量尺等傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)已無(wú)法滿足現(xiàn)代高速鐵路網(wǎng)日趨增長(zhǎng)的技術(shù)需求，而基于機(jī)器視覺(jué)的檢測(cè)系統(tǒng)及設(shè)備具有速度快、精度高、非接觸的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于軌道交通裝備及設(shè)施的監(jiān)測(cè)、檢測(cè)中。目前，成熟的機(jī)器視覺(jué)的技術(shù)及產(chǎn)品主要還是依靠進(jìn)口，雖然國(guó)內(nèi)已有幾家企業(yè)意在進(jìn)入該領(lǐng)域，但整體技術(shù)水平仍處于相對(duì)初級(jí)階段，無(wú)法全部滿足檢測(cè)需求。大連維德集成電路有限公司通過(guò)8年的不斷努力，以機(jī)器視覺(jué)技術(shù)為核心，專注開發(fā)與制造高端智能視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備及系統(tǒng)，在前端圖像采集、智能算法、實(shí)時(shí)傳輸?shù)确矫鎿碛腥蝾I(lǐng)先的技術(shù)水平和完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，通過(guò)與各行業(yè)緊密合作，已開發(fā)出一系列視覺(jué)感知準(zhǔn)確、可靠性高、速度快、一體化的國(guó)內(nèi)領(lǐng)先智能視覺(jué)產(chǎn)品。尤其是在軌道交通領(lǐng)域取得了突破性成果，在供電、工務(wù)、車輛、地鐵領(lǐng)域全面開花，已研發(fā)出多款檢測(cè)精度高、檢測(cè)速度快、定位準(zhǔn)確、誤報(bào)率低的高端智能視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備，填補(bǔ)了多項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品的市場(chǎng)空白，部分產(chǎn)品性能已完全可與國(guó)外產(chǎn)品相媲美。

供電段：接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)（4C）

我國(guó)電氣化鐵路的快速發(fā)展，對(duì)鐵路牽引供電設(shè)備的安全性、可靠性、穩(wěn)定性提出了更高的要求。因接觸網(wǎng)設(shè)備多為露天設(shè)備、處于動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)，一旦發(fā)生故障就會(huì)直接影響牽引供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，導(dǎo)致列車延誤停運(yùn)，嚴(yán)重的會(huì)危及到旅客和工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。而早期建設(shè)的電氣化鐵路沿線已陸續(xù)進(jìn)入檢修維護(hù)階段，接觸網(wǎng)設(shè)備故障包括幾何參數(shù)超限、零部件缺失損壞、磨耗、變形等，通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題，分析原因，可以提前采取相應(yīng)措施進(jìn)行檢修維護(hù)，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，從而提高接觸網(wǎng)工作的可靠性，保證高速列車的安全平穩(wěn)運(yùn)行。既有的巡檢方式主要依靠簡(jiǎn)易的檢測(cè)器械，由人工作業(yè)的方式進(jìn)行目視和部分機(jī)械檢測(cè)方式進(jìn)行檢測(cè)，而由于高速鐵路工作環(huán)境的特殊性，僅能利用夜間天窗點(diǎn)進(jìn)行巡檢，進(jìn)一步降低了檢測(cè)效率。

隨著軌道交通里程的快速增加，運(yùn)營(yíng)時(shí)間增長(zhǎng)，傳統(tǒng)巡檢無(wú)法滿足現(xiàn)代化鐵路運(yùn)營(yíng)的需求，接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)（4C）應(yīng)運(yùn)而生。德國(guó)在電氣化鐵路領(lǐng)域起步較早，是最早一批采用高分辨率攝像機(jī)和圖像處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)非接觸式檢測(cè)的國(guó)家，接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)先進(jìn)且研究深入，大多數(shù)國(guó)家都引進(jìn)了其先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，我國(guó)在圖像處理檢測(cè)系統(tǒng)的研究主要是在德國(guó)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。大連維德通過(guò)多年的技術(shù)累積和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采用機(jī)器視覺(jué)+激光+3D成像技術(shù)創(chuàng)新性研發(fā)了一款集腕臂、包絡(luò)線、吊弦、導(dǎo)線高度、拉出值、接觸網(wǎng)磨耗、三維對(duì)標(biāo)等諸多結(jié)構(gòu)的綜合性矩陣式智能檢測(cè)系統(tǒng)，解決了鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備檢測(cè)精度差、效率低、風(fēng)險(xiǎn)高的難題，完全符合《高速鐵路供電安全檢測(cè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（6C系統(tǒng)）》標(biāo)準(zhǔn)。在2014年，該產(chǎn)品就通過(guò)了武漢鐵路局科委在武漢組織的“接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測(cè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”技術(shù)評(píng)審，是國(guó)內(nèi)唯一一個(gè)可以在接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)中檢測(cè)出吊弦部件的智能化檢測(cè)系統(tǒng)，依托機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的創(chuàng)新研究，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)全結(jié)構(gòu)件狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)檢測(cè)技術(shù)，已在上海、武漢等地進(jìn)行試驗(yàn)應(yīng)用，得到行業(yè)用戶的一致好評(píng)。

工務(wù)段：便攜式軌道結(jié)構(gòu)件智能檢測(cè)儀

在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中，鋼軌起著支撐列車和引導(dǎo)車輛車輪前進(jìn)的作用，如果出現(xiàn)軌面斷裂、扣件丟失、軌枕裂紋等故障，將會(huì)造成列車出軌、傾覆等重大行車安全事故，直接造成難以估量的生命、財(cái)產(chǎn)損失。此外，隨著我國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展和多次提速，導(dǎo)致鋼軌受到擠壓和沖擊的程度越來(lái)越大，鋼軌發(fā)生損傷的頻率也不斷增大。因此，為保證鐵路列車的安全高效運(yùn)營(yíng)，必須進(jìn)一步提升和優(yōu)化鐵路軌道檢測(cè)的能力與性能，來(lái)緊跟我國(guó)鐵路快速發(fā)展的步伐。

目前，日本、德國(guó)、意大利、法國(guó)等國(guó)家針對(duì)軌道檢測(cè)均已有先進(jìn)、成熟的檢測(cè)技術(shù)及產(chǎn)品，且比我國(guó)起步早，在軌檢車和便攜式檢測(cè)儀方面均有較高的技術(shù)水平。我國(guó)各路局也相繼在國(guó)外產(chǎn)品技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)試用，生產(chǎn)出適應(yīng)不同速度的軌檢車。我國(guó)幅員遼闊，各路局所在偏遠(yuǎn)地區(qū)仍下設(shè)多個(gè)路段和班組，在環(huán)境、資源等條件影響下仍有很多工務(wù)段不具備軌檢車使用條件，因此，一種便攜式軌道結(jié)構(gòu)件智能檢測(cè)儀將滿足在該條件下的應(yīng)用需求。目前，我國(guó)各路局通過(guò)國(guó)外采購(gòu)，相繼從德國(guó)、瑞士等國(guó)引進(jìn)該類檢測(cè)儀器，其中德國(guó)的GEDO_CE軌道檢測(cè)小車已在武廣建總16局、溫福18局、鄭西客運(yùn)專線等多個(gè)路局和線路實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)技術(shù)革新和市場(chǎng)拓展，大連維德以多年在軌道交通領(lǐng)域項(xiàng)目的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用芯片級(jí)智能視覺(jué)識(shí)別技術(shù)和高速實(shí)時(shí)壓縮算法，研發(fā)了一款可自動(dòng)識(shí)別、檢測(cè)軌道結(jié)構(gòu)部件如斷、裂、丟失等異?，F(xiàn)象的智能化檢測(cè)裝置。該裝置按雙軌同步的思路進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，對(duì)可能影響行車舒適性、危及行車安全的軌道結(jié)構(gòu)件故障信息做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、精確定位、自動(dòng)抓拍和記錄，并實(shí)現(xiàn)智能化的定性/定量分析、實(shí)時(shí)顯示/回放及自動(dòng)報(bào)警，圖像分辨率最高可達(dá)0.2mm，大大提高了現(xiàn)有檢測(cè)精度，為提高鐵路工務(wù)段的工作效率提供了可能。

車輛段：貨車裝載狀態(tài)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)

貨運(yùn)列車在社會(huì)物資生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程中，因具有運(yùn)送量大、速度快、成本較低的特點(diǎn)，已成為鐵路交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分。但由于貨物列車在運(yùn)行過(guò)程中，貨物裝載狀態(tài)會(huì)隨列車速度、司機(jī)操縱狀態(tài)、運(yùn)行線路狀態(tài)、天氣狀況等因素的變化而變化，導(dǎo)致貨物裝載狀態(tài)不良和狀態(tài)改變?cè)斐傻男熊囀鹿蕰r(shí)有發(fā)生。我國(guó)鐵路貨運(yùn)部門對(duì)貨車裝載狀態(tài)的檢測(cè)手段相對(duì)落后，全路貨檢站、貨運(yùn)站等交接站由人工視覺(jué)、一些簡(jiǎn)單的尺具及依靠人工查看高清圖像方式來(lái)觀察貨物的裝載狀態(tài)，這三種方式均會(huì)因視覺(jué)疲勞、人工經(jīng)驗(yàn)誤差等因素造成看不準(zhǔn)、看不清的現(xiàn)象，直接影響作業(yè)質(zhì)量。所以實(shí)現(xiàn)貨物列車裝載狀態(tài)全智能化檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)鐵路貨運(yùn)列車的運(yùn)輸安全有著十分緊迫和重要的現(xiàn)實(shí)意義。

維德貨車裝載狀態(tài)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用自主研發(fā)的高清彩色線陣攝像機(jī)，通過(guò)實(shí)時(shí)采集運(yùn)行中列車及貨物的裝載狀態(tài)，生成高清晰彩色視頻圖像并按車廂進(jìn)行準(zhǔn)確分割，實(shí)現(xiàn)預(yù)檢作業(yè)的快速發(fā)現(xiàn)、快速定位、快速標(biāo)記、及時(shí)報(bào)警等功能，通過(guò)優(yōu)化的壓縮算法，使網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)流量小、視頻質(zhì)量高，完全符合貨檢安全監(jiān)控三級(jí)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用要求，實(shí)現(xiàn)貨車裝載狀態(tài)的全智能化檢測(cè)技術(shù)。該系統(tǒng)已經(jīng)過(guò)沈陽(yáng)鐵路局科技成果鑒定，在國(guó)內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先地位，代表著貨檢領(lǐng)域的發(fā)展方向。

地鐵：弓網(wǎng)關(guān)系智能視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)

目前世界上已有40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的127座城市都建造了地鐵，截至2018年底，我國(guó)已有36座城市開通地鐵，總里程接近6000公里，在建、新建城市40座，預(yù)計(jì)2020年，我國(guó)城市地鐵總里程將接近7000公里。我國(guó)地鐵建設(shè)事業(yè)雖起步較晚，但隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加快，城市人口數(shù)量劇增，人口密度極大，日益嚴(yán)峻的交通狀況已成為急需解決的城市問(wèn)題，地鐵以其運(yùn)量大、速度快、準(zhǔn)時(shí)、安全、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)成為了緩解城市交通運(yùn)輸壓力的最佳方案。地鐵能夠安全高效穩(wěn)定的運(yùn)行，對(duì)其中的受電弓、車頂高壓設(shè)備、弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)具有極高的要求，原有依靠人工目視檢測(cè)的方式效率低、精度差，無(wú)法滿足城市地鐵檢測(cè)需求。而定點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)弓網(wǎng)一定范圍內(nèi)的設(shè)備監(jiān)測(cè)，無(wú)法滿足全路段的實(shí)時(shí)檢測(cè)需求。大連維德專門研制了一款車載式系統(tǒng)架構(gòu)，通過(guò)智能觸發(fā)、自動(dòng)抓拍、智能視覺(jué)識(shí)別技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)地鐵接觸網(wǎng)導(dǎo)線高度、拉出值、受電弓燃弧、受電弓異物等典型弓網(wǎng)故障的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，同傳統(tǒng)技術(shù)相比，基于智能視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的弓網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)采集、高速高清成像、故障自動(dòng)報(bào)警、智能分析等突出優(yōu)勢(shì)，真正實(shí)現(xiàn)了設(shè)備故障判斷的智能化，為地鐵供電安全檢測(cè)和安全運(yùn)行提供了有力的技術(shù)保障。目前大連維德集成電路有限公司所研發(fā)的地鐵弓網(wǎng)關(guān)系智能視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)是第一家在地鐵正線上運(yùn)行的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，其中的高速實(shí)時(shí)抓拍技術(shù)可實(shí)現(xiàn)時(shí)速在350km/h條件下的智能抓拍，檢測(cè)精度可達(dá)毫米級(jí)，該項(xiàng)技術(shù)處于國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水平。

相對(duì)于我國(guó)軌道交通的快速發(fā)展，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在軌道交通行業(yè)的應(yīng)用整體上還屬于起步階段，一款成熟的軌道交通智能視覺(jué)監(jiān)測(cè)檢測(cè)系統(tǒng)需要一個(gè)較長(zhǎng)的研發(fā)周期和試驗(yàn)周期，由于項(xiàng)目研發(fā)資金投入大、專業(yè)技術(shù)人員匱乏，對(duì)研發(fā)企業(yè)在資金、人才、創(chuàng)新能力等方面都有極大的考驗(yàn)。為不斷提升軌道交通在運(yùn)維檢修領(lǐng)域的技術(shù)水平和創(chuàng)新能力，相關(guān)研發(fā)企業(yè)需加大科研經(jīng)費(fèi)投入、提高人才引進(jìn)待遇、加大人才培養(yǎng)力度、加強(qiáng)與高?？蒲性核募夹g(shù)交流、促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化，在國(guó)家利好政策的支持下，持續(xù)為軌道交通運(yùn)維領(lǐng)域的智能化提供創(chuàng)新動(dòng)力。

現(xiàn)如今，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)因其廣泛的適用性在全球范圍內(nèi)的行業(yè)布局逐年增大，未來(lái)進(jìn)入機(jī)器視覺(jué)的企業(yè)會(huì)越來(lái)越多，國(guó)內(nèi)外的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)將成白熱化的發(fā)展趨勢(shì)。世界各國(guó)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到人工智能技術(shù)是未來(lái)國(guó)家之間競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵賽場(chǎng)，紛紛開始部署人工智能發(fā)展戰(zhàn)略，以期占領(lǐng)新一輪科技革命的制高點(diǎn)。對(duì)于中國(guó)而言，人工智能的發(fā)展是一個(gè)歷史性的戰(zhàn)略機(jī)遇，對(duì)提高科技創(chuàng)新能力，應(yīng)對(duì)可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)以及促進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)都具有重要意義。在國(guó)家多項(xiàng)政策的大力推進(jìn)下，我國(guó)人工智能研發(fā)企業(yè)要牢牢抓住機(jī)遇，提高自身科技創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)技術(shù)攻關(guān)，強(qiáng)化自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)建設(shè)，構(gòu)筑民族自有品牌，共同為國(guó)家智能化建設(shè)添磚加瓦。

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