一种城市轨道障碍物检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种城市轨道障碍物检测装置及检测方法。所述城市轨道障碍物检测装置由毫米波雷达、激光雷达、工业短焦摄像头、工业长焦摄像头、控制主机和人机交互主机组成，通过工业短焦摄像头检测中近距离障碍物目标，通过工业长焦摄像头检测中远距离障碍物目标；通过激光雷达检测中距离障碍物目标，通过毫米波雷达检测近距离障碍物目标；然后对工业摄像头及雷达采集的障碍物目标进行融合，在视频和雷达同时确定障碍物目标的情况下进行报警和制动操作，保证了目标提取高可靠性，降低了虚警率。

An obstacle detection device and method for Urban Rail Transit

【技术实现步骤摘要】
一种城市轨道障碍物检测装置及检测方法
本专利技术涉及城市轨道交通
，特别是涉及一种城市轨道障碍物检测装置及检测方法。
技术介绍
伴随我国城市化进程的不断加快，城市轨道交通呈现高速发展趋势。轨道障碍物危害性极大，其探测系统的研究成为相关领域研究热点。通常城市轨道交通障碍物探测系统往往采用单一探测方式，采用视频检测方法或者雷达目标检测方法。然而单一方式的障碍物检测方法对障碍物目标检测的准确性低，虚警率高，无法满足城市轨道交通的安全需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种城市轨道障碍物检测装置及检测方法，以解决现有城市轨道交通障碍物探测系统障碍物检测准确性低、虚警率高的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种城市轨道障碍物检测装置，所述城市轨道障碍物检测装置包括：毫米波雷达、激光雷达、工业摄像头和控制主机；所述工业摄像头包括工业短焦摄像头和工业长焦摄像头；所述激光雷达安装于列车的车头车体中的底部位置；两个所述毫米波雷达分别安装于所述车头车体中的底部位置两侧；所述控制主机安装于所述列车的驾驶室内或客室机架上；所述工业短焦摄像头和所述工业长焦摄像头均安装于所述驾驶室内车顶上部空间；所述毫米波雷达、所述激光雷达、所述工业短焦摄像头及所述工业长焦摄像头分别与所述控制主机连接；所述控制主机用于根据所述毫米波雷达、所述激光雷达和所述工业摄像头获取的环境数据进行综合处理，检测所述列车前进方向上的障碍物信息。可选的，所述城市轨道障碍物检测装置还包括人机交互主机；所述人机交互主机安装在所述驾驶室内；所述人机交互主机与所述控制主机连接，用于提供所述障碍物信息显示以及声光告警功能。可选的，所述控制主机内置2块视频处理板、1块雷达处理板、1块控制主板、1块通信接口板和1块接口底板；所述视频处理板、所述雷达处理板、所述通信接口板及所述控制主板均安装在所述接口底板上；所述视频处理板、所述雷达处理板、所述通信接口板均通过所述接口底板与所述控制主板连接；所述控制主板通过所述通信接口板与所述人机交互主机连接。可选的，所述2块视频处理板分别为短焦摄像头视频处理板和长焦摄像头视频处理板；所述短焦摄像头视频处理板与所述工业短焦摄像头连接；所述长焦摄像头视频处理板与所述工业长焦摄像头连接；所述雷达处理板分别与所述毫米波雷达及所述激光雷达连接。可选的，每辆所述列车上安装两套所述城市轨道障碍物检测装置。一种城市轨道障碍物检测方法，所述检测方法基于所述城市轨道障碍物检测装置；所述检测方法包括：控制主机内置的短焦摄像头视频处理板和长焦摄像头视频处理板中均内置视频目标检测算法；所述短焦摄像头视频处理板采用所述视频目标检测算法，根据所述工业短焦摄像头采集的图像信息检测中近距离障碍物目标；所述长焦摄像头视频处理板采用所述视频目标检测算法，根据所述工业长焦摄像头采集的图像信息检测中远距离障碍物目标；所述短焦摄像头视频处理板内置轨道线检测算法；所述短焦摄像头视频处理板采用所述轨道线检测算法，根据所述工业短焦摄像头采集的图像信息检测出完整的轨道线；所述控制主机内置的雷达处理板中内置激光雷达目标检测算法和毫米波雷达目标检测算法；所述雷达处理板采用所述激光雷达目标检测算法，根据所述激光雷达探测得到的激光雷达点云数据检测中距离障碍物目标；所述雷达处理板采用所述毫米波雷达目标检测算法，根据所述毫米波雷达的扫频发射信号和回波信号检测近距离障碍物目标；所述控制主机内置的控制主板中内置目标融合算法；所述控制主板获取所述短焦摄像头视频处理板检测的中近距离障碍物目标、所述长焦摄像头视频处理板检测的中远距离障碍物目标、所述雷达处理板检测的中距离障碍物目标和近距离障碍物目标，采用所述目标融合算法对所述中近距离障碍物目标、所述中远距离障碍物目标、所述中距离障碍物目标和所述近距离障碍物目标进行单帧目标融合，生成融合后的障碍物目标；所述控制主板判断所述融合后的障碍物目标是否在所述短焦摄像头视频处理板检测出的所述轨道线内，获得第一判断结果；若所述第一判断结果为所述融合后的障碍物目标在所述轨道线内，所述控制主板生成报警信号，通过通信接口板传输至人机交互主机，由所述人机交互主机进行声光告警。可选的，所述采用所述目标融合算法对所述中近距离障碍物目标、所述中远距离障碍物目标、所述中距离障碍物目标和所述近距离障碍物目标进行单帧目标融合，生成融合后的障碍物目标，具体包括：判断所述短焦摄像头视频处理板检测的中近距离障碍物目标与所述长焦摄像头视频处理板检测的中远距离障碍物目标是否为同一障碍物目标，获得第二判断结果；若所述第二判断结果为所述中近距离障碍物目标与所述中远距离障碍物目标为同一障碍物目标，采用所述长焦摄像头视频处理板检测的所述中远距离障碍物目标作为视频目标；获取与所述视频障碍物目标相对应的所述中距离障碍物目标或所述近距离障碍物目标作为雷达目标；判断所述视频目标与所述雷达目标是否满足视频雷达目标融合公式，获得第三判断结果；若所述第三判断结果为所述视频目标与所述雷达目标满足所述视频雷达目标融合公式，则融合成功，确定所述视频目标与所述雷达目标为同一融合后的障碍物目标。可选的，在所述控制主板生成报警信号之前，还包括：采用所述目标融合算法完成所述单帧目标融合后，继续采用所述目标融合算法进行多帧目标融合；若M帧中有N帧融合成功，则确定所述融合后的障碍物目标实际存在，所述控制主板生成所述报警信号。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：本专利技术提供一种城市轨道障碍物检测装置及检测方法，所述城市轨道障碍物检测装置由毫米波雷达、激光雷达、工业短焦摄像头、工业长焦摄像头、控制主机和人机交互主机组成，通过工业短焦摄像头检测中近距离障碍物目标，通过工业长焦摄像头检测中远距离障碍物目标；通过激光雷达检测中距离障碍物目标，通过毫米波雷达检测近距离障碍物目标；然后对工业摄像头及雷达采集的障碍物目标进行融合，在视频和雷达同时确定障碍物目标的情况下进行报警和制动操作，保证了目标提取高可靠性，降低了虚警率。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，还可以根据本专利技术提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的城市轨道障碍物检测装置的结构示意图；图2为本专利技术提供的目标融合算法的流程图。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城市轨道障碍物检测装置及检测方法，以解决现有城市轨道交通障碍物探测系统障碍物检测准确性低、虚警率高的问题。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术提供的城市轨道障碍物检测装置的结构示意图。参见图1，本专利技术提供的城市轨道障碍物检测装置包括：毫米波雷达1、激光雷达2、工业摄像头、控制主机5和人机交本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市轨道障碍物检测装置，其特征在于，所述城市轨道障碍物检测装置包括：毫米波雷达、激光雷达、工业摄像头和控制主机；所述工业摄像头包括工业短焦摄像头和工业长焦摄像头；所述激光雷达安装于列车的车头车体中的底部位置；两个所述毫米波雷达分别安装于所述车头车体中的底部位置两侧；所述控制主机安装于所述列车的驾驶室内或客室机架上；所述工业短焦摄像头和所述工业长焦摄像头均安装于所述驾驶室内车顶上部空间；所述毫米波雷达、所述激光雷达、所述工业短焦摄像头及所述工业长焦摄像头分别与所述控制主机连接；所述控制主机用于根据所述毫米波雷达、所述激光雷达和所述工业摄像头获取的环境数据进行综合处理，检测所述列车前进方向上的障碍物信息。

【技术特征摘要】
1.一种城市轨道障碍物检测装置，其特征在于，所述城市轨道障碍物检测装置包括：毫米波雷达、激光雷达、工业摄像头和控制主机；所述工业摄像头包括工业短焦摄像头和工业长焦摄像头；所述激光雷达安装于列车的车头车体中的底部位置；两个所述毫米波雷达分别安装于所述车头车体中的底部位置两侧；所述控制主机安装于所述列车的驾驶室内或客室机架上；所述工业短焦摄像头和所述工业长焦摄像头均安装于所述驾驶室内车顶上部空间；所述毫米波雷达、所述激光雷达、所述工业短焦摄像头及所述工业长焦摄像头分别与所述控制主机连接；所述控制主机用于根据所述毫米波雷达、所述激光雷达和所述工业摄像头获取的环境数据进行综合处理，检测所述列车前进方向上的障碍物信息。2.根据权利要求1所述的城市轨道障碍物检测装置，其特征在于，所述城市轨道障碍物检测装置还包括人机交互主机；所述人机交互主机安装在所述驾驶室内；所述人机交互主机与所述控制主机连接，用于提供所述障碍物信息显示以及声光告警功能。3.根据权利要求2所述的城市轨道障碍物检测装置，其特征在于，所述控制主机内置2块视频处理板、1块雷达处理板、1块控制主板、1块通信接口板和1块接口底板；所述视频处理板、所述雷达处理板、所述通信接口板及所述控制主板均安装在所述接口底板上；所述视频处理板、所述雷达处理板、所述通信接口板均通过所述接口底板与所述控制主板连接；所述控制主板通过所述通信接口板与所述人机交互主机连接。4.根据权利要求3所述的城市轨道障碍物检测装置，其特征在于，所述2块视频处理板分别为短焦摄像头视频处理板和长焦摄像头视频处理板；所述短焦摄像头视频处理板与所述工业短焦摄像头连接；所述长焦摄像头视频处理板与所述工业长焦摄像头连接；所述雷达处理板分别与所述毫米波雷达及所述激光雷达连接。5.根据权利要求1所述的城市轨道障碍物检测装置，其特征在于，每辆所述列车上安装两套所述城市轨道障碍物检测装置。6.一种城市轨道障碍物检测方法，其特征在于，所述检测方法基于权利要求1-5任一项所述的城市轨道障碍物检测装置；所述检测方法包括：控制主机内置的短焦摄像头视频处理板和长焦摄像头视频处理板中均内置视频目标检测算法；所述短焦摄像头视频处理板采用所述视频目标检测算法，根据所述工业短焦摄像头采集的图像信息检测中近距离障碍物目标；所述长焦摄像头视频处理板采用所述视频目标检测算法，根据所述工业长焦摄像头采集的图像信息检测中远距离障碍物目标；所述短焦摄像头视频处理板内置轨道线检测算法；所述短焦摄像头视频处理板采用所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋怡亮，张奔宇，顾青松，姚伟宇，陈皓晞，张道，
申请(专利权)人：江苏必得科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32