【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铁轨检测领域，具体涉及一种基于1550纳米的128线混合固态激光雷达的铁轨检测方法及装置，以实现对铁轨的精准检测。
技术介绍
1、随着人工智能技术的迅猛发展和环境感知设备的不断升级，火车运行安全监测技术正朝着智能化和精准化的方向不断发展。激光雷达是一种具有高测距精度的传感器，近年来被广泛地应用在火车运行环境感知领域。通过激光雷达点云进行铁轨检测、感兴趣区域提取和聚类，就可以对火车运行环境进行主动式障碍物检测，从而保障火车运行安全。
2、现有的利用激光雷达进行铁轨检测方法大多基于905纳米波长的机械式激光雷达，但是其探测距离近(150米)，数据量少，导致检测精度不高。1550纳米波长的128线混合固态激光雷达是一种新型传感器，具有探测距离远，分辨率高，点云密集的特点。但是采用1550纳米波长的128线混合固态激光雷达得到的密集的点云在提供更多障碍物信息的同时，也增加了计算平台的负载。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：
2、为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提供一种针对1550纳米波长的128线混合固态激光雷达的铁轨检测方法及装置，在得到密集点云数据的同时减少计算平台的负载，实现火车环境感知高精度和高效率。
3、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
4、一种基于1550纳米的128线混合固态激光雷达的轨道点检测方法，其特征在于，包括：
5、利用基于1550纳米的128线混合固态
6、根据激光雷达安装位置按照一定高度阈值和一定反射强度阈值对点云进行初步过滤；
7、将点云根据距离激光雷达安装位置纵向距离，将激光雷达点云划分为数段用于匹配的等间距点云分段；
8、采用随机抽样一致性算法ransac处理经过点云分段匹配筛选出的左右铁轨的点云，过滤噪声点云，以得到置信度高的铁轨点云；
9、将经过噪点排除之后得到的高置信度的铁轨点云进行直线或曲线拟合，以提取得到直道或弯道的模型参数。
10、本专利技术进一步的技术方案：所述将点云根据距离激光雷达安装位置纵向距离，将激光雷达点云划分为数段用于匹配的等间距点云分段包括：
11、对于第一段点云，利用激光雷达的安装高度确定出点云段的横向搜索匹配范围，然后利用标准轨间距1.435米，根据点云之间的欧氏距离对铁轨上的点云进行分段匹配，筛选出铁轨上的点云；
12、对于后续的点云段，迭代地利用上一段点云段筛选出的铁轨上的点云，根据预设定的铁轨斜率，确定当前点云段的横向搜索匹配范围；
13、最后将所有点云段内的点合并在一起，按照坐标位置分成左铁轨和右铁轨上的点。
14、本专利技术进一步的技术方案：所述的机抽样一致性算法ransac包括以下三个步骤：
15、1)设定阈值：确定数据的异常值阈值，用于判断数据点是否符合模型；
16、2)迭代过程：
17、随机采样：从数据集中随机选择一个子集作为内点集合，并用这个子集拟合模型；
18、模型拟合：根据选定的模型类型，然后通过最小二乘法用随机采样的子集拟合模型；
19、内点选择：将所有数据点带入估计的模型，计算每个数据点到模型的距离。根据阈值，将距离小于阈值的数据点划分为内点，其余为外点；
20、模型评估：计算内点的数量作为模型的评估指标；
21、3)保留内点：重复迭代过程多次，选择具有最大内点数量的模型，然后将该模型对应的内点保留。
22、一种基于1550纳米的128线混合固态激光雷达的轨道点检测装置，其特征在于，包括：
23、点云预处理模块，用于根据激光雷达安装位置按照一定高度阈值和一定反射强度阈值对点云进行初步过滤；
24、点云分段匹配模块，用于将点云根据距离激光雷达安装位置纵向距离，将激光雷达点云划分为数段用于匹配的等间距点云段；
25、噪点排除模块，用于将经过点云分段匹配筛选出的左右铁轨的点云分别进行ransac模型拟合，以得到置信度高的铁轨点云；
26、铁轨拟合模块，用于将经过噪点排除之后得到的高置信度的铁轨点云进行直线或曲线拟合，以提取得到直道或弯道的模型参数。
27、本专利技术进一步的技术方案：还包括基于1550纳米的128线混合固态激光雷达，用于获取点云。
28、一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述的方法。
29、一种计算机可读存储介质，其特征在于存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现上述的方法。
30、本专利技术的有益效果在于：
31、本专利技术提供的一种基于1550纳米波长的128线混合固态激光雷达的铁轨检测方法及装置，与现有技术相比，有益效果如下：
32、1、利用探测距离远、分辨率高的1550纳米波长的128线混合固态激光雷达获取密集的点云数据。
33、2、利用点云分段匹配，既保障了铁轨检测精度，又提高了系统的运行效率。
34、3、利用随机抽样一致性算法，能够有效地排除分段匹配筛选出的非铁轨的噪声点，从而提高铁轨检测的鲁棒性。
35、实验表明，本专利技术在nvidia agx orin硬件平台上，在保障铁轨检测精度的同时，每帧平均耗时仅为23毫秒，具有检测精度高、运行速度快的优点。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于1550纳米的128线混合固态激光雷达的轨道点检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于1550纳米的128线混合固态激光雷达的轨道点检测方法，其特征在于，所述将点云根据距离激光雷达安装位置纵向距离，将激光雷达点云划分为数段用于匹配的等间距点云分段包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于1550纳米的128线混合固态激光雷达的轨道点检测方法，其特征在于，所述的机抽样一致性算法RANSAC包括以下三个步骤：
4.一种基于1550纳米的128线混合固态激光雷达的轨道点检测装置，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于1550纳米的128线混合固态激光雷达的轨道点检测装置，其特征在于，还包括基于1550纳米的128线混合固态激光雷达，用于获取点云。
6.一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1-3任一项所述的方法。
7.一种计
...【技术特征摘要】
1.一种基于1550纳米的128线混合固态激光雷达的轨道点检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于1550纳米的128线混合固态激光雷达的轨道点检测方法，其特征在于，所述将点云根据距离激光雷达安装位置纵向距离，将激光雷达点云划分为数段用于匹配的等间距点云分段包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于1550纳米的128线混合固态激光雷达的轨道点检测方法，其特征在于，所述的机抽样一致性算法ransac包括以下三个步骤：
4.一种基于1550纳米的128线混合固态激光雷达的轨道点检测装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨韬，刘斌鸿，姚得心，方博汇，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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