一种轨道检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种轨道检测系统，包括：激光雷达，设置于行驶在轨道上的车辆上，用于对车辆前方的轨道进行持续扫描检测，以获得基于激光雷达坐标系下的点云数据；编码器，设置于车辆的至少一个车轮上，用于获取车轮的转动数据，并根据车轮的半径计算出车辆行驶的距离；以及算法处理模块，分别与激光雷达和编码器电连接；所述算法处理模块用于根据车辆行驶预设距离内所获取到的点云数据以及距离建立轨道的三维模型；算法处理模块还用于基于三维模型进行障碍物识别。本发明专利技术实施例提供的轨道检测系统，实现了对轨道的异物检测，效率高、抗干扰性强。

A track detection system

The invention discloses a track detection system, which includes: lidar, which is set on the vehicle running on the track, used to continuously scan and detect the track in front of the vehicle to obtain the point cloud data based on the lidar coordinate system; encoder, which is set on at least one wheel of the vehicle, used to obtain the rotation data of the wheel, and calculated according to the radius of the wheel The distance traveled by the vehicle; and the algorithm processing module, which are electrically connected with the lidar and the encoder respectively; the algorithm processing module is used to establish a three-dimensional model of the track according to the point cloud data obtained within the preset distance traveled by the vehicle and the distance; the algorithm processing module is also used to identify obstacles based on the three-dimensional model. The track detection system provided by the embodiment of the invention realizes the detection of foreign matters in the track, with high efficiency and strong anti-interference.

【技术实现步骤摘要】
一种轨道检测系统
本专利技术实施例涉及轨道测量测控
，尤其涉及一种轨道检测系统。
技术介绍
轨道异物入侵是威胁地铁行驶的一个重要安全隐患，地铁轨道存在异物会对轨道交通的安全运营构成巨大威胁，如果地铁撞到或碾压到轨道内的异物会对列车的行驶产生影响，轻则损坏列车，重则会造成重大的交通事故。目前主要轨道异物检测方法是在地铁停止运营后，轨道技术检修人员肉眼判断轨道沿线是否存在障碍物，或者，通过摄像头获取轨道沿线图像对障碍物进行识别。其中，人工检修方法需要耗费大量人力物力，并且效率低、漏检率高；采用摄像头来识别障碍物，容易受到光照、大雾、雨雪等天气的影响。
技术实现思路
本专利技术提供一种轨道检测系统，以实现对轨道的异物检测，效率高、抗干扰性强。本专利技术实施例提供了一种轨道检测系统，包括：激光雷达，设置于行驶在轨道上的车辆上，用于对所述车辆前方的轨道进行持续扫描检测，以获得基于所述激光雷达坐标系下的点云数据；编码器，设置于所述车辆的至少一个车轮上，用于获取所述车轮的转动数据，并根据所述车轮的半径计算出所述车辆行驶的距离；以及算法处理模块，分别与所述激光雷达和所述编码器电连接；所述算法处理模块用于根据所述车辆行驶预设距离内所获取到的点云数据以及所述距离建立所述轨道的三维模型；所述算法处理模块还用于基于所述三维模型进行障碍物识别。可选的，所述算法处理模块用于根据所述车辆行驶预设距离内所获取到的点云数据以及所述距离建立所述轨道的三维模型，具体包括：以每一个监测周期的起始时刻激光雷达所处的位置为空间坐标系的参考点；所述车辆移动预设距离为一个监测周期；根据同一时刻获取到的基于所述激光雷达坐标系下的点云数据和所述距离将所述基于激光雷达坐标系下的点云数据转换为所述空间坐标系下的点云数据；以及根据转换为所述空间坐标系下的点云数据建立所述三维模型。可选的，所述激光雷达获取到的点云数据携带有时间戳信息；所述算法处理模块获取到的所述距离携带有时间戳信息。可选的，所述算法处理模块用于根据所述三维模型确定所述轨道的轨道面以及识别轨道线，并将轨道线内高于所述轨道面的物体或者高于轨道面的预设阈值以上的物体标识为障碍物，并确定所述障碍物的参数信息；所述参数信息包括方位、距离和速度中的至少一种。可选的，所述轨道检测系统还包括人机交互模块；所述人机交互模块与所述算法处理模块电连接，用于显示所述三维模型；所述人机交互模块还用于显示所述算法处理模块识别出来的障碍物及其参数信息。可选的，所述轨道检测系统还包括摄像头模块；所述摄像头模块分别与所述算法处理模块和所述人机交互模块电连接，用于获取所述车辆前方的轨道图像；所述算法处理模块还用于将所述障碍物及其参数信息在所述图像中进行标识后由所述人机交互模块进行显示。可选的，所述轨道检测系统还包括控制模块；所述控制模块分别与所述算法处理模块和所述摄像头模块连接；所述控制模块用于在所述算法处理模块确定存在障碍物时，控制所述摄像头模块工作并拍摄所述轨道图像。可选的，所述激光雷达为单线激光雷达；所述单线激光雷达的激光出射方向基于水平面向下倾斜，且所述激光投射到所述轨道上的点与所述激光雷达的水平距离大于所述车辆的刹车距离。可选的，所述激光雷达为多线激光雷达，且各激光光束均能够投射至所述轨道上。可选的，所述车辆为巡检车或者运营车辆。本专利技术实施例提供的轨道检测系统，采用激光雷达发射激光并接收返回的回波激光信号，获得车辆前方轨道的点云数据，编码器获取车辆行驶的距离，通过算法处理模块接收车辆行驶预设距离内所获取到的点云数据以及距离，建立车辆前方轨道的三维模型，并根据三维模型判断车辆前方轨道是否存在障碍物，以实现对轨道的异物检测，效率高、抗干扰性强。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种轨道检测系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种轨道检测方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种轨道检测方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。图1为本专利技术实施例提供的一种轨道检测系统的结构示意图，如图1所示，本专利技术实施例提供的轨道检测系统包括：激光雷达12，设置于行驶在轨道上的车辆11上，用于对车辆11前方的轨道进行持续扫描检测，以获得基于激光雷达12坐标系下的点云数据。编码器13，设置于车辆11的至少一个车轮上，用于获取车轮的转动数据，并根据车轮的半径计算出车辆11行驶的距离，以及算法处理模块14，分别与激光雷达12和编码器13电连接，算法处理模块14用于根据车辆11行驶预设距离内所获取到的点云数据以及距离建立轨道的三维模型，算法处理模块14还用于基于三维模型进行障碍物识别。其中，编码器13可固定在车辆11的任意一个车轮上，用于对车轮的转动进行探测，结合车轮的半径即可计算出车辆11行驶的距离，根据车辆11的行驶前的位置信息即可确认当前车辆11的位置信息。通过编码器13来确定车辆11的位置信息，与现有技术中利用GPS定位系统来确定激光雷达的位置信息相比，成本更低，且不会受到信号的影响，解决了在隧道等GPS信号弱的环境下无法进行定位的问题。算法处理模块14用于接收车辆11行驶预设距离内激光雷达获取的点云数据以及编码器13获取的车辆11的行驶距离，建立轨道的三维模型，并根据三维模型判断目标探测区域是否存在障碍物。示例性的，算法处理模块14根据点云数据对当前目标探测区域进行三维建模，获取当前目标探测区域的三维模型，并根据该三维模型判断当前目标探测区域是否存在障碍物，若存在障碍物，依据编码器13获取的车辆11的行驶距离以及激光雷达12确定的障碍物的距离信息即可确定障碍物的位置信息。本专利技术实施例提供的轨道检测系统，采用激光雷达12发射激光并接收返回的回波激光信号，获得车辆11前方轨道的点云数据，编码器13获取车辆11行驶的距离，通过算法处理模块14接收车辆11行驶预设距离内所获取到的点云数据以及距离，建立车辆11前方轨道的三维模型，并根据三维模型判断车辆11前方轨道是否存在障碍物，以实现对轨道的异物检测，效率高、抗干扰性强。本专利技术实施例提供的轨道检测系统，装配简单，使用方便，通过激光雷达12作为核心传感器实现对地铁轨道的扫描建模，能够全面探测轨道边界的入侵物，提高了探测的准确率。可选的，算法处理模块14用于根据车辆11行驶预设距离内所获取到的点云数据以及距离建立轨道的三维模型，具体包括：以每一个监测周期的起始时刻激光雷达12所处的位置为空间坐标系的参考点。在本案中，以车辆11移动预设距离为一个监测周期。该参考点可以作为空间坐标系的原点，也可以是空间坐标系内的任意点。当监测周期为车辆11运行时的第一个监测周期时，其起始时刻激光雷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道检测系统，其特征在于，包括：/n激光雷达，设置于行驶在轨道上的车辆上，用于对所述车辆前方的轨道进行持续扫描检测，以获得基于所述激光雷达坐标系下的点云数据；/n编码器，设置于所述车辆的至少一个车轮上，用于获取所述车轮的转动数据，并根据所述车轮的半径计算出所述车辆行驶的距离；以及/n算法处理模块，分别与所述激光雷达和所述编码器电连接；所述算法处理模块用于根据所述车辆行驶预设距离内所获取到的点云数据以及所述距离建立所述轨道的三维模型；所述算法处理模块还用于基于所述三维模型进行障碍物识别。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道检测系统，其特征在于，包括：
激光雷达，设置于行驶在轨道上的车辆上，用于对所述车辆前方的轨道进行持续扫描检测，以获得基于所述激光雷达坐标系下的点云数据；
编码器，设置于所述车辆的至少一个车轮上，用于获取所述车轮的转动数据，并根据所述车轮的半径计算出所述车辆行驶的距离；以及
算法处理模块，分别与所述激光雷达和所述编码器电连接；所述算法处理模块用于根据所述车辆行驶预设距离内所获取到的点云数据以及所述距离建立所述轨道的三维模型；所述算法处理模块还用于基于所述三维模型进行障碍物识别。


2.根据权利要求1所述的轨道检测系统，其特征在于，所述算法处理模块用于根据所述车辆行驶预设距离内所获取到的点云数据以及所述距离建立所述轨道的三维模型，具体包括：
以每一个监测周期的起始时刻激光雷达所处的位置为空间坐标系的参考点；所述车辆移动预设距离为一个监测周期；
根据同一时刻获取到的基于所述激光雷达坐标系下的点云数据和所述距离将所述基于激光雷达坐标系下的点云数据转换为所述空间坐标系下的点云数据；以及
根据转换为所述空间坐标系下的点云数据建立所述三维模型。


3.根据权利要求2所述的轨道检测系统，其特征在于，所述激光雷达获取到的点云数据携带有时间戳信息；所述算法处理模块获取到的所述距离携带有时间戳信息。


4.根据权利要求1所述的轨道检测系统，其特征在于，所述算法处理模块用于根据所述三维模型确定所述轨道的轨道面以及识别轨道线，并将轨道线内高于所述轨道面的物体或...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小波，许军立，雷祖芳，
申请(专利权)人：深圳市镭神智能系统有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44