一种基于障碍物检测与识别的机车作业方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于障碍物检测与识别的机车作业方法及系统。所述方法包括：获取机车当前股道的图像；提取所述图像的颜色投影曲线；根据所述颜色投影曲线确定障碍物疑似区域；根据所述障碍物疑似区域判断前方道路是否影响机车运行，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示前方道路影响机车运行，显示提醒司机减速慢行的信息，以提示司机做出相应的应对措施。本发明专利技术提供的方法及系统，用来提高机车运行的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于障碍物检测与识别的机车作业方法及系统
本专利技术涉及机车前方障碍物检测与识别领域，特别是涉及一种基于障碍物检测与识别的机车作业方法及系统。
技术介绍
轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以电气绝缘或电气分割，并且接上送电和受电设备构成的电路。它是用于自动、连续检测这段线路是否被机车车辆占用，用于控制信号装置或转辙，以保证行车安全的设备。轨道电路作为铁路信号系统的基础元素，在行车指挥、列车运行、作业组织中占有举足轻重的地位。但由于多种因素的影响，当机车占用或运行至某一轨道电路区段时，继电器却仍处在吸起状态，此时控制台应该显示“红光带”却没有正常显示，我们称这种状态为轨道电路分路不良，俗称“压不死”、“丢车”、“飞车”或“白光带”，此时相应的信号灯和控制台上会错误地显示无车占用时的绿灯和白灯。分路不良区段在各站场中不同程度存在，极易因疏忽误认等因素造成事故，构成安全隐患。另外，在铁路安全领域，异物入侵检测预警技术已在国内外广泛使用，主要采用的方法有接触式检测和非接触式检测。接触式检测技术是用防护网将轨道界限圈起来，通过障碍物与防护网的接触来进行异物入侵报警。非接触式检测技术是基于红外线、激光扫描、幕墙以及视频监控的检测，无需与异物接触，在一定范围内能精确的检测到异物入侵与否。因非接触式检测技术的安装方便而且灵活准确，已成为铁路异物入侵检测的主要研究和发展方向。为保证行车安全，西班牙的高速铁路在隧道口等容易发生异物侵限(如落石、滑坡等)的路段，安装了基于红外线光幕的落物检测系统，可以检测尺寸超过0.5m*0.5m*0.5m的异物。一但落石落入隧道的限界以内就会阻挡红外光幕接收器接收红外线，从而激发报警程序。日本新干线铁路的列车运营管理自动化系统主要采用光缆式传感器对异物入侵进行检测，各监测点通过光信号的衰减判断是否发生异物入侵情况及危害程度，当达到报警控车条件时，无需调度人员人工确认，立即启动对列车限速控制。我国铁路的安全监控系统基本上是以《京沪高速铁路设计暂行规定》为样本，并借鉴法、日、德国高速铁路安全监控系统优点进行设计。一般通过设置异物入侵检测报警网实现异物入侵的检测，适合检测泥石流或山体滑坡等可能造成的轨道上沙石，设置在公路跨铁路立交或公路平行地段崩塌落石处。因此，现有的方法都不能对区间异物进行有效的检测和识别。所有，机车的运行极易因疏忽误认等因素造成事故，构成安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于障碍物检测与识别的机车作业方法及系统，用来提高机车运行的安全性。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供了一种基于障碍物检测与识别的机车作业方法，所述机车作业方法包括：获取机车当前股道的图像；提取所述图像的颜色投影曲线；根据所述颜色投影曲线确定障碍物疑似区域；根据所述障碍物疑似区域判断前方道路是否影响机车运行，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示前方道路影响机车运行，显示提醒司机减速慢行的信息，以提示司机做出相应的应对措施。可选的，所述根据所述障碍物疑似区域判断前方道路是否影响机车运行，具体包括：提取所述疑似障碍物区域的轮廓；确定所述轮廓的轮廓面积；判断所述轮廓面积是否大于预设值，得到第二判断结果；当所述第二判断结果表示所述轮廓面积大于所述预设值时，确定所述前方道路影响机车运行。可选的，在当所述第二判断结果表示所述轮廓面积大于所述预设值时之后，还包括：判断所述疑似障碍物区域的轮廓是否为轨道边缘，得到第三判断结果；当所述第三判断结果表示所述疑似障碍物区域的轮廓不是轨道边缘时，确定前方道路影响机车运行。可选的，所述根据所述颜色投影曲线确定障碍物疑似区域，具体包括：判断所述颜色投影曲线是否异常，得到第四判断结果；当所述第四判断结果表示所述颜色信息异常时，确定所述图像颜色信息异常的区域为所述障碍物疑似区域；当所述第四判断结果表示所述颜色信息正常时，确定所述图像整体为所述障碍物疑似区域。可选的，所述判断所述颜色投影曲线是否异常，具体包括：判断所述投影曲线是否存在异常点，若是，确定所述颜色信息异常，若否，确定所述颜色信息正常；所述异常点为在一定范围内，纵坐标值不符合一定范围的纵坐标变化趋势的点。可选的，在所述获取机车当前股道的图像之后，还包括:采用高斯滤波算法对所述图像进行预处理。可选的，所述提取所述图像的颜色投影曲线，具体包括：提取所述图像的三颜色投影曲线，所述三颜色包括红、绿和蓝。本专利技术还提供了一种基于障碍物检测与识别的机车作业系统，所述系统包括：图像获取模块，用于获取机车当前股道的图像；颜色投影曲线提取模块，用于提取所述图像的颜色投影曲线；障碍物疑似区域确定模块，用于根据所述颜色投影曲线确定障碍物疑似区域；第一结果判断模块，用于根据所述障碍物疑似区域判断前方道路是否影响机车运行，得到第一判断结果；显示模块，用于若所述第一判断结果表示前方道路影响机车运行，显示提醒司机减速慢行的信息，以提示司机做出相应的应对措施。可选的，所述第一结果判断模块，具体包括：轮廓提取单元，用于提取所述疑似障碍物区域的轮廓；轮廓面积确定单元，用于确定所述轮廓的轮廓面积；第二结果判断单元，用于判断所述轮廓面积是否大于预设值，得到第二判断结果；确定单元，用于当所述第二判断结果表示所述轮廓面积大于所述预设值时，确定所述前方道路影响机车运行。可选的，所述第一结果判断模块，还包括：第三结果判断单元，用于判断所述疑似障碍物区域的轮廓是否为轨道边缘，得到第三判断结果；障碍物确定单元，用于当所述第三判断结果表示所述疑似障碍物区域的轮廓不是轨道边缘时，确定前方道路存在障碍物。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术采用障碍物检测与识别的方法判断前方道路是否占用，摆脱了依靠检测列车是否脱离钢轨的道路占用手段，不受钢轨锈蚀或污染程度限制，只与摄像机采集到的图像信息有关，因此本专利技术的方法能够解决因轨道电路分路不良造成的障碍物检测问题，提高了机车运行的安全性。本专利技术通过对障碍物颜色、轮廓以及面积的相应判断，还可以对区间入侵的影响机车正常运行的障碍物进行相应的检测与识别，从而提高了机车的运行效率。另外，本专利技术所提出的方法以电子设备(摄像机)为主，生产成本可控，批量运用成本更低；无需敷设供电、通信线缆，工程实施难度较小。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术基于障碍物检测与识别的机车作业方法的实施例1的流程图；图2为本专利技术基于障碍物检测与识别的机车作业方法的实施例2的流程图；图3为本专利技术基于障碍物检测与识别的机车作业系统的实施例的结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种基于障碍物检测与识别的机车作业方法及系统，用来解决轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于障碍物检测与识别的机车作业方法，其特征在于，所述机车作业方法包括：获取机车当前股道的图像；提取所述图像的颜色投影曲线；根据所述颜色投影曲线确定障碍物疑似区域；根据所述障碍物疑似区域判断前方道路是否影响机车运行，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示前方道路影响机车运行，显示提醒司机减速慢行的信息，以提示司机做出相应的应对措施。

【技术特征摘要】
1.一种基于障碍物检测与识别的机车作业方法，其特征在于，所述机车作业方法包括：获取机车当前股道的图像；提取所述图像的颜色投影曲线；根据所述颜色投影曲线确定障碍物疑似区域；根据所述障碍物疑似区域判断前方道路是否影响机车运行，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示前方道路影响机车运行，显示提醒司机减速慢行的信息，以提示司机做出相应的应对措施。2.根据权利要求1所述的机车作业方法，其特征在于，所述根据所述障碍物疑似区域判断前方道路是否影响机车运行，具体包括：提取所述疑似障碍物区域的轮廓；确定所述轮廓的轮廓面积；判断所述轮廓面积是否大于预设值，得到第二判断结果；当所述第二判断结果表示所述轮廓面积大于所述预设值时，确定所述前方道路影响机车运行。3.根据权利要求2所述的机车作业方法，其特征在于，在当所述第二判断结果表示所述轮廓面积大于所述预设值时之后，还包括：判断所述疑似障碍物区域的轮廓是否为轨道边缘，得到第三判断结果；当所述第三判断结果表示所述疑似障碍物区域的轮廓不是轨道边缘时，确定前方道路影响机车运行。4.根据权利要求1所述的机车作业方法，其特征在于，所述根据所述颜色投影曲线确定障碍物疑似区域，具体包括：判断所述颜色投影曲线是否异常，得到第四判断结果；当所述第四判断结果表示所述颜色信息异常时，确定所述图像颜色信息异常的区域为所述障碍物疑似区域；当所述第四判断结果表示所述颜色信息正常时，确定所述图像整体为所述障碍物疑似区域。5.根据权利要求4所述的机车作业方法，其特征在于，所述判断所述颜色投影曲线是否异常，具体包括：判断所述投影曲线是否存在异常点，若是，确定所述颜色信息异常，若否，确定所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立，胡敏惠，黄金保，
申请(专利权)人：西北铁道电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61