CN105807334A - 基于激光线阵的地铁界限安全检测装置 - Google Patents

基于激光线阵的地铁界限安全检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于激光线阵的地铁界限安全检测装置，包括激光发射端、反射镜A、反射镜B、激光接收端和四个反射镜支架、地铁屏蔽门A和地铁屏蔽门B；反射镜支架对称安装在地铁屏蔽门A和地铁屏蔽门B竖直内侧面上，且反射镜支架沿地铁屏蔽门A和地铁屏蔽门B竖直分布；反射镜A和反射镜B安装在反射镜支架上，且当地铁屏蔽门A和地铁屏蔽门B关闭时，反射镜A和反射镜B镜面距离为50～70cm；激光发射端和激光接收端均安装在地铁屏蔽门A上，且激光发射端位于反射镜A的下侧，激光接收端位于反射镜A镜面上，且靠近反射镜A的上侧边缘；激光发射端与水平面夹角2°～8°；激光接收端由若干个垂直于地铁屏蔽门A的并列放置的激光接收管。

Description

基于激光线阵的地铁界限安全检测装置
技术领域
本发明涉及城市轨道交通地铁车站界限防护系统，尤其涉及到基于激光线阵的地铁界限安全检测装置。
背景技术
随着我国城市轨道交通的迅猛发展，出于空调节能及乘客安全考虑，地铁站台屏蔽门被广泛运用。同时，为保证地铁安全地高速运行，在屏蔽门与车体之间须留有一定间隙，这个间隙被称为界限。国内地铁的界限多为30cm左右，一旦屏蔽门与地铁门关闭，乘客滞留在界限中将会有极大的安全隐患。
目前，解决这个问题的方法是采用激光或红外装置及防夹挡板检测界限是否滞留乘客(包括肢体滞留)。传统的激光检测装置为：在站台的两端安装激光发射端和接收端，从而在地铁与站台幕墙间形成两束相对站台高为30cm和80cm的两束横向激光，用来检测滞留乘客；然而，当屏蔽门与安全门关闭，这两束激光因存在很大检测盲区而不能保证每一位乘客的安全，比如乘客刚好有一条腿被夹住并且腿处于两束激光之间。红外光幕则因存在位置并列干扰，易受光源干扰、变频器干扰、外部高强信号干扰而难以在轨道交通中推广，防夹挡板装置是指在屏蔽门内侧下方安装一个约60cm高、15cm宽的挡板，相当于增大了屏蔽门截面面积并覆盖掉部分界限。如果有人被困在屏蔽门与车门之间，在屏蔽门关门时，挡板会被乘客的腿部挡住无法关闭；地铁门通过比较关门时速度曲线中的理论的电机电流和实际电机电流来探测障碍物，电流如果突然增大，说明夹住人了，屏蔽门立即反向运动，从而避免危险发生。但是由于检测高度有限，所以这种装置也存在很大的检测盲区。
传统的激光检测装置则无法判别具体位置，另外，与红外光幕相比，红外光幕需要多个红外发射管(一般小于64个)并排放置，发射管与接收管一一对应，为防止发射管之间的相互干扰，须对每对发射与接收管在算法上进行处理。
本发明设计的装置安装在各个屏蔽门上，只需一处激光源便可形成线阵。当装置检测到障碍物时，发出报警信号，控制总台即可得知具体哪一扇门有乘客滞留，并采取下一步行动。
发明内容
针对当前检测装置存在死区的问题，本发明通过激光产生线阵以检测界限中的滞留乘客，并输出报警信号，防止地铁启动时对滞留乘客造成伤害。
本发明是通过如下技术方案实现的：
基于激光线阵的地铁界限安全检测装置，包括数个反射镜支架、反射镜A、反射镜B、地铁屏蔽门A和地铁屏蔽门B、激光发射端、激光接收端；
所述反射镜支架为L型，所述反射镜支架一侧竖直对称安装在地铁屏蔽门A和地铁屏蔽门B内侧面上；
所述地铁屏蔽门A上的反射镜支架上安装有反射镜A，且反射镜A的镜面背离反射镜支架；
所述地铁屏蔽门B上的反射镜支架上安装有反射镜B，且反射镜B的镜面背离反射镜支架；
所述反射镜A和反射镜B镜面相对；当地铁屏蔽门A和地铁屏蔽门B关闭时，反射镜A和反射镜B镜面距离为50～70cm；
所述地铁屏蔽门A上安装有激光发射端和激光接收端，且激光发射端位于反射镜A的下侧，激光接收端位于反射镜A镜面上，且靠近反射镜A的上侧边缘；
所述激光发射端与水平面夹角2°～8°，且激光发射端发出的激光可以照射到反射镜B的镜面上，激光经过反射镜B和反射镜A多次反射后被激光接收端接收；
所述激光接收端由若干个垂直于地铁屏蔽门A的并列放置的激光接收管。
当地铁屏蔽门A和地铁屏蔽门B关闭时，反射镜A和反射镜B镜面距离为60cm。
进一步的，所述激光发射端与水平面夹角3°。
进一步的，所述激光接收端由8根激光接收管。
进一步的，所述反射镜A和反射镜B宽度为5～10cm，长度为150cm。
更进一步的，所述激光发射端波长为650nm、功率为5mw的激光头。
进一步的，所述反射镜支架为4个。
有益效果：
1.本装置安装在各个屏蔽门上，当装置检测到障碍物时，发出报警信号，控制总台即可得知具体哪一扇门有乘客滞留，并采取下一步行动，而传统的激光检测装置则无法判别具体位置。
2.本装置通过镜面反射形成线阵，只需一处激光源，通过激光产生线阵以检测界限中的滞留乘客，防止地铁启动时对滞留乘客造成伤害。
3.本装置检测盲区小于传统激光检测装置、防夹挡板及红外光幕。
附图说明
附图1为本发明装置的示意图；
附图2为本发明装置的俯视示意图；
附图3为激光束扫描的原理图，镜面由a移动至a’,反射光束下移并形成扫描区域；
附图4为两面平面镜靠近过程中形成的扫描区域；
附图标记如下：
1-激光发射端；2-反射镜A；3-激光接收端；4-反射镜支架；5-地铁屏蔽门A；6-反射镜B；7-地铁屏蔽门B；
具体实施方式
为对本发明的技术方案做进一步的描述，先结合附图说明：
结合附图1、2，地铁屏蔽门A5和地铁屏蔽门B7通过胶胶合分别设置有两个反光镜支架4，反光镜支架4为L形，且反光镜支架4，在地铁屏蔽门A5和地铁屏蔽门B7上竖直对称分布，将反射镜A2、反射镜B6通过铆钉安装在地铁屏蔽门A5和地铁屏蔽门B7上的反光镜支架4上，且反射镜A2、反射镜B6安装在L型反光镜支架4的一侧上，且该侧为靠近地跌屏蔽门A5和地铁屏蔽门B7门缝的侧。
当地铁屏蔽门A5和地铁屏蔽门B7关闭的时候，反射镜A2和反射镜B6镜面距离为60cm。
激光发射端1与水平面夹角选为3°，用以保证经反射镜A2和反射镜B6反射后的激光总长小于30m，给激光接收端3留下了合理的安装区域，一般能保证激光接收端3安装区域长度为8cm左右，即保证最后一次反射形成的光线上下浮动控制在8±0.5cm；区域过大则必须增加激光接收管数量，同时影响了检测精度，过小则会导致激光总长变长。
在地铁屏蔽门A5和地铁屏蔽门B7上安装支架，反射镜支架4伸出的距离视具体界限宽度而定，以保证形成的线阵在屏蔽门和站台门的正中间；反射镜A2、反射镜B6镜面宽度为5cm，长度为150cm；激光发射端1采用波长为650nm、功率为5mw的激光头，并将激光进行调制。为防止杂光干扰，激光接收管只接收固定频率的激光。激光接收端3为8个并列放置的激光接收管，激光接收端3布置在反射镜A2的镜面上，且靠近反射镜A2的上端分布。
结合附图3、4，地铁屏蔽门A5和地铁屏蔽门B7在关闭过程中，当两门相距30cm时，检测系统启动，激光反射的总长度始终小于30m，保证了接收端接收的激光不会过多发散。经过证明表明，该扫描区域仅在底端19cm以下形成微量检测盲区，可忽略不计。
利用一束激光通过反射镜A2和反射镜B6反射后在地铁屏蔽门A5和地铁屏蔽门B7和列车门之间形成由下至上的激光线阵，经过多次反射后被激光接收端3接收。若激光被遮挡，激光接收端3未接收到光信号，说明界限有乘客滞留，则输出报警信号这种滞留包括：乘客被列车门和屏蔽门同时夹住或只被其中一道门夹住且身体滞留界限、乘客没有被门夹住而恰好被困在两道门之间(我国成年男性和女性的平均胸厚为21.5和20cm)。
工作过程：
地铁屏蔽门A5和地铁屏蔽门B7在关门过程中，当两门相距30cm时，检测系统启动。激光发射端1发出激光，关门过程中经反射形成的线阵会整体下移、反射次数不断增加，线阵在下移过程中形成扫描区域，扫描过程中一旦激光被遮挡系统便立即输出报警信号。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.基于激光线阵的地铁界限安全检测装置，其特征在于，包括数个反射镜支架(4)、反射镜A(2)、反射镜B(6)、地铁屏蔽门A(5)和地铁屏蔽门B(7)、激光发射端(1)、激光接收端(3)；
所述反射镜支架(4)为L型，所述反射镜支架(4)竖直对称安装在地铁屏蔽门A(5)和地铁屏蔽门B(7)内侧面上；
所述地铁屏蔽门A(5)上的反射镜支架(4)上安装有反射镜A(2)，且反射镜A(2)的镜面背离反射镜支架(4)；
所述地铁屏蔽门B(7)上的反射镜支架(4)上安装有反射镜B(6)，且反射镜B(6)的镜面背离反射镜支架(4)；
所述反射镜A(2)和反射镜B(6)镜面相对；当地铁屏蔽门A(5)和地铁屏蔽门B(7)关闭时，反射镜A(2)和反射镜B(6)镜面距离为50～70cm；
所述地铁屏蔽门A(5)上安装有激光发射端(1)和激光接收端(3)，且激光发射端(1)位于反射镜A(2)的下侧，激光接收端(3)位于反射镜A(2)镜面上，且靠近反射镜A(2)的上侧边缘；
所述激光发射端(1)与水平面夹角2°～8°，且激光发射端(1)发出的激光可以照射到反射镜B(6)的镜面上，激光经过反射镜B(6)和反射镜A(2)多次反射后被激光接收端(3)接收；
所述激光接收端(3)由若干个垂直于地铁屏蔽门A(5)的并列放置的激光接收管。
2.根据权利要求1所述的基于激光线阵的地铁界限安全检测装置，其特征在于，当地铁屏蔽门A(5)和地铁屏蔽门B(7)关闭时，反射镜A(2)和反射镜B(6)镜面距离为60cm。
3.根据权利要求1所述的基于激光线阵的地铁界限安全检测装置，其特征在于，所述激光发射端(1)与水平面夹角3°。
4.根据权利要求1所述的基于激光线阵的地铁界限安全检测装置，其特征在于，所述激光接收端(3)由8根激光接收管。
5.根据权利要求1所述的基于激光线阵的地铁界限安全检测装置，其特征在于，所述反射镜A(2)和反射镜B(6)宽度为5～10cm，长度为150cm。
6.根据权利要求1至5任一项所述的基于激光线阵的地铁界限安全检测装置，其特征在于，所述激光发射端(1)波长为650nm、功率为5mw的激光头。
7.根据权利要求1所述的基于激光线阵的地铁界限安全检测装置，其特征在于，所述反射镜支架(4)为4个。
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