CN108189872A - 一种有轨电车安全行驶装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有轨电车安全行驶装置，有轨电车安全行驶装置包括第一振动传感器、第一图像采集装置、第二振动传感器、第二图像采集装置、第一触发装置、第二触发装置、起落杆以及中央处理装置，中央处理器包括图像处理模块、图像识别模块以及控制模块，图像处理模块的输出端和图像识别模块的输入端连接，图像识别模块的输出端、起落杆分别与控制模块连接，中央控制装置对交通信号灯、起落杆进行控制，使得交通信号灯在有轨电车通过公路时始终为绿灯，并放下起落杆，以此保障了有轨电车的安全、高效运行。
Description
技术领域
本发明涉及智能测试领域，尤其涉及一种有轨电车安全行驶装置。
背景技术
有轨电车是采用电力驱动并在轨道上行驶的轻型轨道交通车辆。有轨电车是一种公共交通工具，亦称路面电车，简称电车，属轻铁的一种﹝以电力推动的列车，亦称为电车﹞。有轨电车因其以电力推动的关系，车辆不会排放废气，是一种无污染的环保交通工具，目前已成为各大城市的主要交通工具，但通常全在街道上行走，且受街道交通信号灯的限制，导致其运行效率不高。
发明内容
因此，为了克服上述问题，本发明提供一种有轨电车安全行驶装置，利用振动传感器、图像采集装置以及中央处理装置对行驶的有轨电车进行识别，图像采集装置采集有轨电车的图像信息，中央控制装置对交通信号灯进行控制，使得交通信号灯在有轨电车通过公路时始终为绿灯，且起落杆放下，以此保障了有轨电车的高效、安全运行。
根据本发明的一种有轨电车安全行驶装置，所述有轨电车安全行驶装置包括第一振动传感器、第一图像采集装置、第二振动传感器、第二图像采集装置、第一触发装置、第二触发装置、起落杆以及中央处理装置，其中，
有轨电车从公路左侧驶向公路右侧；
所述中央处理器包括图像处理模块、图像识别模块以及控制模块，所述图像处理模块的输出端和所述图像识别模块的输入端连接，所述图像识别模块的输出端与所述控制模块连接；
所述第一振动传感器安装于与轨道交汇的公路左侧，所述第一振动传感器用于采集所述轨道的振动信号，所述第一图像采集装置安装于所述第一振动传感器右侧，位于所述轨道中间位置，且位于与所述轨道交汇的公路左侧，所述第一图像采集装置用于采集有轨电车的图像信息；
所述第一振动传感器的输出端和第一触发装置的输入端连接，所述第一触发装置的输出端和所述第一图像采集装置的输入端连接，所述第一图像采集装置的输出端与所述图像处理模块的输入端连接；
所述第二振动传感器安装于与轨道交汇的公路右侧，所述第二振动传感器用于采集所述轨道的振动信号，所述第二图像采集装置安装于所述第二振动传感器的右侧，位于所述轨道中间位置，且位于公路右侧，所述第二图像采集装置用于采集有轨电车的图像信息；
所述第二振动传感器的输出端和第二触发装置的输入端连接，所述第二触发装置的输出端和所述第二图像采集装置的输入端连接，所述第二图像采集装置的输出端与所述图像处理模块的输入端连接；
所述控制模块的输出端和交通信号灯、起落杆连接。
优选的，所述第一图像采集装置包括第一CCD图像采集传感器和第一视频图像采集卡，所述第二图像采集装置包括第二CCD图像采集传感器和第二视频图像采集卡。
优选的，若所述第一振动传感器采集到所述轨道的振动信号超过预设阈值时，则所述第一触发装置发出第一触发信号驱动所述第一图像采集装置采集有轨电车的图像信息。
优选的，所述图像处理模块对所述第一图像采集装置采集有轨电车的图像信息进行图像处理，并将处理后的所述第一图像采集装置采集的有轨电车图像信息传输至所述图像识别模块，所述图像识别模块判断是否有有轨电车通过，若判断为有，则所述控制模块控制所述交通信号灯变为绿灯，同时所述控制模块控制所述起落杆放下，若判断为无，则所述控制模块不对所述交通信号灯进行控制，同时所述控制模块控制所述起落杆抬起。
优选的，若所述第二振动传感器采集到所述轨道的振动信号超过预设阈值时，则所述第二触发装置发出第二触发信号驱动所述第二图像采集装置采集有轨电车的图像信息。
优选的，所述图像处理模块对所述第二图像采集装置采集有轨电车的图像信息进行图像处理，并将处理后的所述第二图像采集装置采集的有轨电车图像信息传输至所述图像识别模块，所述图像识别模块判断是否有有轨电车通过，若判断为有，则所述控制模块控制所述交通信号灯变为红灯，同时所述控制模块控制所述起落杆抬起，若判断为无，则所述控制模块不对所述交通信号灯进行控制，同时所述控制模块控制所述起落杆放下。
优选的，所述图像处理模块对输入的图像信息进行图像处理，具体步骤如下：
步骤1：将输入的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，对图像f(x,y)进行图像增强处理，其中，图像增强后的图像，r为常数，m、k、q都是自定义参数；
步骤2：对上述图像g(x,y)进行滤波处理，滤波后的图像二维函数为h(x,y)，其中，
；
步骤3：对上述图像h(x,y)进行平滑处理，经过平滑处理后图像二维函数为s(x,y)，其中，
。
优选的，所述第一振动传感器安装于位于公路左侧边缘300米的位置。
优选的，所述第二振动传感器安装于位于公路右侧边缘400米的位置。
优选的，所述预设阈值根据有轨电车的行驶速度设定，例如当有轨电车行驶速度为55m/s时，预设阈值为28.5 ，当有轨电车行驶速度为60m/s时，预设阈值为33.5，当有轨电车行驶速度为70m/s时，预设阈值为39.5 ，当有轨电车行驶速度为80m/s时，预设阈值为47.5 ，当有轨电车行驶速度为90m/s时，预设阈值为55.5 ，当有轨电车行驶速度为100m/s时，预设阈值为62.5 。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明提供的基于图像识别的有轨电车安全行驶装置中使用图像采集装置对图像采集装置采集的图像进行识别，提高了有轨电车安全行驶装置的可靠性，避免了因为非有轨电车通过而引起的误判现象；
（2）本发明提供的基于图像识别的有轨电车安全行驶装置中，图像处理模块对采集的图像进行处理，可对运动中的有轨电车图像进行清晰、准确识别，从而增加了图像识别的可靠性，有效地减少误判情况发生。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的有轨电车安全行驶装置示意图；
图2为本发明的中央处理装置的原理框图。
附图标记 ：
1-轨道，2-第一振动传感器，3-第一图像采集装置，4-第二振动传感器，5-第二图像采集装置，6-交通信号灯，7-起落杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的有轨电车安全行驶装置进行详细说明。
如图1所示，本发明提供一种有轨电车安全行驶装置，所述有轨电车安全行驶装置包括第一振动传感器（2）、第一图像采集装置（3）、第二振动传感器（4）、第二图像采集装置（5）、第一触发装置、第二触发装置、起落杆（7）以及中央处理装置。
如图2所示，所述中央处理器包括图像处理模块、图像识别模块以及控制模块，所述图像处理模块的输出端和所述图像识别模块的输入端连接，所述图像识别模块的输出端与所述控制模块连接；
有轨电车从公路左侧驶向公路右侧；
具体地，所述第一振动传感器（2）安装于与轨道（1）交汇的公路左侧，所述第一振动传感器（2）用于采集所述轨道（1）的振动信号，所述第一图像采集装置（3）安装于所述第一振动传感器（2）右侧，位于所述轨道（1）中间位置，且位于与所述轨道（1）交汇的公路左侧，所述第一图像采集装置（3）用于采集有轨电车的图像信息；
所述第一振动传感器（2）的输出端和第一触发装置的输入端连接，所述第一触发装置的输出端和所述第一图像采集装置（3）的输入端连接，所述第一图像采集装置（3）的输出端与所述图像处理模块的输入端连接；
所述第二振动传感器（4）安装于与轨道（1）交汇的公路右侧，所述第二振动传感器（2）用于采集所述轨道（1）的振动信号，所述第二图像采集装置（5）安装于所述第二振动传感器（4）的右侧，位于所述轨道（1）中间位置，且位于公路右侧，所述第二图像采集装置（5）用于采集有轨电车的图像信息；
所述第二振动传感器（4）的输出端和第二触发装置的输入端连接，所述第二触发装置的输出端和所述第二图像采集装置（5）的输入端连接，所述第二图像采集装置（5）的输出端与所述图像处理模块的输入端连接；
所述控制模块的输出端分别和交通信号灯（6）、起落杆（7）连接。
具体地，所述第一图像采集装置（3）包括第一CCD图像采集传感器和第一视频图像采集卡，所述第二图像采集装置（5）包括第二CCD图像采集传感器和第二视频图像采集卡。
具体地，若所述第一振动传感器（3）采集到所述轨道（1）的振动信号超过预设阈值时，则所述第一触发装置发出第一触发信号驱动所述第一图像采集装置（3）采集有轨电车的图像信息。
具体地，所述图像处理模块对所述第一图像采集装置（3）采集有轨电车的图像信息进行图像处理，并将处理后的所述第一图像采集装置（4）采集的有轨电车图像信息传输至所述图像识别模块，所述图像识别模块判断是否有有轨电车通过，若判断为有，则所述控制模块控制所述交通信号灯（6）变为绿灯，同时所述控制模块控制所述起落杆（7）放下，若判断为无，则所述控制模块不对所述交通信号（6）灯进行控制，同时所述控制模块控制所述起落杆（7）抬起。
具体地，若所述第二振动传感器（4）采集到所述轨道（1）的振动信号超过预设阈值时，则所述第二触发装置发出第二触发信号驱动所述第二图像采集装置（5）采集有轨电车的图像信息。
具体地，所述图像处理模块对所述第二图像采集装置（5）采集有轨电车的图像信息进行图像处理，并将处理后的所述第二图像采集装置（5）采集的有轨电车图像信息传输至所述图像识别模块，所述图像识别模块判断是否有有轨电车通过，若判断为有，则所述控制模块控制所述交通信号灯（6）变为红灯，同时所述控制模块控制所述起落杆（7）抬起，若判断为无，则所述控制模块不对所述交通信号（6）灯进行控制，同时所述控制模块控制所述起落杆（7）放下。
具体地，所述图像处理模块对输入的图像信息进行图像处理，具体步骤如下：
步骤1：将输入的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，对图像f(x,y)进行图像增强处理，其中，图像增强后的图像，r为常数，m、k、q都是自定义参数；
步骤2：对上述图像g(x,y)进行滤波处理，滤波后的图像二维函数为h(x,y)，其中，
；
步骤3：对上述图像h(x,y)进行平滑处理，经过平滑处理后图像二维函数为s(x,y)，其中，
。
具体地，所述第一振动传感器（2）安装于位于公路左侧边缘300米的位置。
具体地，所述第二振动传感器（4）安装于位于公路右侧边缘400米的位置。
具体地，其特征在于，所述预设阈值根据有轨电车的行驶速度设定，例如当有轨电车行驶速度为55m/s时，预设阈值为28.5 ，当有轨电车行驶速度为60m/s时，预设阈值为33.5 ，当有轨电车行驶速度为70m/s时，预设阈值为39.5 ，当有轨电车行驶速度为80m/s时，预设阈值为47.5 ，当有轨电车行驶速度为90m/s时，预设阈值为55.5，当有轨电车行驶速度为100m/s时，预设阈值为62.5 。
有轨电车安全行驶装置的运行，具体运行步骤如下：
步骤1：将所述第一振动传感器（2）安装于与轨道（1）交汇的公路左侧，将所述第二振动传感器（4）安装于与轨道（1）交汇的公路左侧，将所述第一图像采集装置（3）安装于安装于所述第一振动传感器（2）右侧，位于所述轨道（1）中间位置，且位于与所述轨道（1）交汇的公路左侧，将所述第二图像采集装置（5）安装于安装于所述第一振动传感器（2）右侧，位于所述轨道（1）中间位置，且位于与所述轨道（1）交汇的公路右侧，分别开启所述第一振动传感器（2）和所述第二振动传感器（4），并设置所述轨道（1）振动信号的预设阈值；
步骤2：将所述第一振动传感器（2）的输出端和第一触发装置的输入端连接，将所述第一触发装置的输出端和所述第一图像采集装置（3）的输入端连接，将所述第一图像采集装置（3）的输出端与所述图像处理模块的输入端连接，将所述第二振动传感器（4）的输出端和第二触发装置的输入端连接，将所述第二触发装置的输出端和所述第二图像采集装置（5）的输入端连接，将所述第二图像采集装置（5）的输出端与所述图像处理模块的输入端连接，将所述控制模块的输出端和交通信号灯（6）连接；
步骤3：若所述第一振动传感器（2）采集的所述轨道（1）的振动信号大于所述预设阈值，则所述第一触发装置发出第一触发信号驱动所述第一图像采集装置（3）采集有轨电车的图像信息，并进入步骤4，若所述第一振动传感器（2）采集的所述轨道（1）的振动信号小于所述预设阈值，则返回步骤3；
步骤4：所述图像处理模块对所述第一图像采集装置（3）采集有轨电车的图像信息进行图像处理，并将处理后的所述第一图像采集装置（3）采集的有轨电车图像信息传输至所述图像识别模块，所述图像识别模块判断是否有有轨电车通过，若判断为有，则所述控制模块控制所述交通信号灯（6）变为绿灯，同时所述控制模块控制所述起落杆（7）放下，并进入步骤5，若判断为无，则所述控制模块不对所述交通信号（6）灯进行控制，同时所述控制模块控制所述起落杆（7）抬起，并返回步骤3；
步骤5：若所述第二振动传感器（4）采集的所述轨道（1）的振动信号大于所述预设阈值，则所述第二触发装置发出第二触发信号驱动所述第二图像采集装置（5）采集有轨电车的图像信息，并进入步骤6，若所述第二振动传感器（4）采集的所述轨道（1）的振动信号小于所述预设阈值，则返回步骤4；
步骤6：所述图像处理模块对所述第二图像采集装置（5）采集有轨电车的图像信息进行图像处理，并将处理后的所述第二图像采集装置（5）采集的有轨电车图像信息传输至所述图像识别模块，所述图像识别模块判断是否有有轨电车通过，若判断为有，则所述控制模块控制所述交通信号灯（6）变为红灯，同时所述控制模块控制所述起落杆（7）抬起，若判断为无，则所述控制模块不对所述交通信号（6）灯进行控制，同时所述控制模块控制所述起落杆（7）放下，并返回步骤5。
具体地，步骤4和6中，所述图像处理模块对输入的图像信息进行图像处理，具体步骤如下：
步骤S1：将图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，对图像f(x,y)进行图像增强处理，其中，图像增强后的图像，r为常数，m、k、q都是自定义参数；
步骤S2：对上述图像g(x,y)进行滤波处理，滤波后的图像二维函数为h(x,y)，其中，
；
步骤S3：对上述图像h(x,y)进行平滑处理，经过平滑处理后图像二维函数为s(x,y)，其中，
。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种有轨电车安全行驶装置，其特征在于，所述有轨电车安全行驶装置包括第一振动传感器（2）、第一图像采集装置（3）、第二振动传感器（4）、第二图像采集装置（5）、第一触发装置、第二触发装置、起落杆（7）以及中央处理装置，其中，
有轨电车从公路左侧驶向公路右侧；
所述中央处理器包括图像处理模块、图像识别模块以及控制模块，所述图像处理模块的输出端和所述图像识别模块的输入端连接，所述图像识别模块的输出端与所述控制模块连接；
所述第一振动传感器（2）安装于与轨道（1）交汇的公路左侧，所述第一振动传感器（2）用于采集所述轨道（1）的振动信号，所述第一图像采集装置（3）安装于所述第一振动传感器（2）右侧，位于所述轨道（1）中间位置，且位于与所述轨道（1）交汇的公路左侧，所述第一图像采集装置（3）用于采集有轨电车的图像信息；
所述第一振动传感器（2）的输出端和第一触发装置的输入端连接，所述第一触发装置的输出端和所述第一图像采集装置（3）的输入端连接，所述第一图像采集装置（3）的输出端与所述图像处理模块的输入端连接；
所述第二振动传感器（4）安装于与轨道（1）交汇的公路右侧，所述第二振动传感器（2）用于采集所述轨道（1）的振动信号，所述第二图像采集装置（5）安装于所述第二振动传感器（4）的右侧，位于所述轨道（1）中间位置，且位于公路右侧，所述第二图像采集装置（5）用于采集有轨电车的图像信息；
所述第二振动传感器（4）的输出端和第二触发装置的输入端连接，所述第二触发装置的输出端和所述第二图像采集装置（5）的输入端连接，所述第二图像采集装置（5）的输出端与所述图像处理模块的输入端连接；
所述控制模块的输出端和交通信号灯（6）、起落杆（7）连接。
2.根据权利要求1所述的有轨电车安全行驶装置，其特征在于，所述第一图像采集装置（3）包括第一CCD图像采集传感器和第一视频图像采集卡，所述第二图像采集装置（5）包括第二CCD图像采集传感器和第二视频图像采集卡。
3.根据权利要求1所述的有轨电车安全行驶装置，其特征在于，若所述第一振动传感器（3）采集到所述轨道（1）的振动信号超过预设阈值时，则所述第一触发装置发出第一触发信号驱动所述第一图像采集装置（3）采集有轨电车的图像信息。
4.根据权利要求3所述的有轨电车安全行驶装置，其特征在于，所述图像处理模块对所述第一图像采集装置（3）采集有轨电车的图像信息进行图像处理，并将处理后的所述第一图像采集装置（4）采集的有轨电车图像信息传输至所述图像识别模块，所述图像识别模块判断是否有有轨电车通过，若判断为有，则所述控制模块控制所述交通信号灯（6）变为绿灯，同时所述控制模块控制所述起落杆（7）放下，若判断为无，则所述控制模块不对所述交通信号（6）灯进行控制，同时所述控制模块控制所述起落杆（7）抬起。
5.根据权利要求4所述的有轨电车安全行驶装置，其特征在于，若所述第二振动传感器（4）采集到所述轨道（1）的振动信号超过预设阈值时，则所述第二触发装置发出第二触发信号驱动所述第二图像采集装置（5）采集有轨电车的图像信息。
6.根据权利要求5所述的有轨电车安全行驶装置，其特征在于，所述图像处理模块对所述第二图像采集装置（5）采集有轨电车的图像信息进行图像处理，并将处理后的所述第二图像采集装置（5）采集的有轨电车图像信息传输至所述图像识别模块，所述图像识别模块判断是否有有轨电车通过，若判断为有，则所述控制模块控制所述交通信号灯（6）变为红灯，同时所述控制模块控制所述起落杆（7）抬起，若判断为无，则所述控制模块不对所述交通信号（6）灯进行控制，同时所述控制模块控制所述起落杆（7）放下。
7.根据权利要求4或6所述的有轨电车安全行驶装置，其特征在于，所述图像处理模块对输入的图像信息进行图像处理，具体步骤如下：
步骤1：将输入的图像定义为二维函数f(x,y) ，其中x、y是空间坐标，对图像f(x,y)进行图像增强处理，其中，图像增强后的图像，r为常数，m、k、q都是自定义参数；
步骤2：对上述图像g(x,y)进行滤波处理，滤波后的图像二维函数为h(x,y)，其中，
；
步骤3：对上述图像h(x,y)进行平滑处理，经过平滑处理后图像二维函数为s(x,y)，其中，
。
8.根据权利要求1所述的有轨电车安全行驶装置，其特征在于，所述第一振动传感器（2）安装于位于公路左侧边缘300米的位置。
9.根据权利要求1所述的有轨电车安全行驶装置，其特征在于，所述第二振动传感器（4）安装于位于公路右侧边缘400米的位置。
10.根据权利要求3或5所述的有轨电车安全行驶装置，其特征在于，所述预设阈值根据有轨电车的行驶速度设定。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180622 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |