CN108490447B - 站台门与列车的防夹系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种站台门与列车的防夹系统和方法。该系统包括：站台门PSD防夹安全主机、三维激光雷达和报警器；三维激光雷达，用于当站台门与列车门均处于关闭状态的情况下，利用发射的激光扫描面在站台的一端实时对站台门与列车之间的区域进行障碍物三维扫描检测，并将障碍物的检测信息发送至PSD防夹安全主机；障碍物的检测信息包括障碍物的三维轮廓信息；PSD防夹安全主机用于对障碍物的检测信息进行处理，并将处理结果发送至报警器；报警器用于根据处理结果进行报警。本发明提供的站台门与列车的防夹系统和方法，能够对站台门与列车之间的盲区进行三维扫描检测，提高了检测的准确性和列车运行的安全性。

Description

站台门与列车的防夹系统和方法
技术领域
本发明涉及紧急安全技术领域，尤其涉及一种站台门与列车的防夹系统。
背景技术
目前绝大部分地铁线路上的每个车站均设有站台门，其可在车辆和乘客间形成一道安全隔离，在一定程度上确保乘客的安全。当车辆在本站内停稳后，站台门开启；当需要关闭站台门，检测到站台门中间无异物时，站台门进行关门操作。
当站台门关闭时，会对两扇站台门中间的空隙进行异物检测，当该空隙内存在异物时，站台门会保持打开状态。
但是，站台门与列车之间，即站台门与列车门之间、车体与站台门的玻璃幕墙之间存在盲区。也就是说，当列车门与站台门中间的区域存在异物时，或当车体与站台门的玻璃幕墙中间存在异物时(例如：有人在站台门关闭前通过了站台门，但并没有进入车门，而是停留在车体与站台门中间或车体与连接各个站台门的玻璃幕墙之间时，当车门先行关闭后，此时人就处在了车体与站台门中间的盲区)，站台门系统会因无法检测到站台门与列车之间的异物，而进行同样的关门操作。
由于盲区的存在，列车在站台出站作业时，及列车门和站台门联动过程中，容易夹住人或其它异物，不仅造成车门和站台门联动失败，耽误站台操作时间，而且容易造成人身安全危险和财物损失，例如北京5号线曾发生过车门和站台门关闭后，车门和站台门中间夹住乘客，列车出站造成乘客死亡的事故。
发明内容
本发明实施例一种站台门与列车的防夹系统和方法，实现了对站台门与列车之间存在的异物的准确检测，提高了列车运营的安全性。
根据本发明实施例的一方面，提供一种站台门与列车的防夹系统，该系统包括：站台门PSD防夹安全主机、三维激光雷达和报警器；
三维激光雷达，用于当站台门与列车门均处于关闭状态的情况下，利用发射的激光扫描面在站台的一端实时对站台门与列车之间的区域进行障碍物三维扫描检测，并将障碍物的检测信息发送至PSD防夹安全主机；
障碍物的检测信息包括障碍物的三维轮廓信息；
PSD防夹安全主机，用于接收三维激光雷达发送的障碍物的检测信息，对障碍物的检测信息进行处理，并将处理结果发送至报警器；
报警器，用于接收PSD防夹安全主机发送的处理结果，并根据处理结果进行报警。
在一个实施例中，三维激光雷达的安装位置是根据三维激光雷达发射的激光的脉冲强度、列车的长度、三维激光雷达的角分辨率和站台门与靠近站台门的列车外壁之间的距离进行确定的位置。
在一个实施例中，站台门与靠近站台门的列车外壁之间的距离等于第一交线和第二交线之间的距离；
第一交线为三维激光雷达发射的多个与地平面垂直的竖直激光扫描面中唯一与靠近站台门的列车外壁相交的第一竖直激光扫描面，与靠近站台门的列车外壁之间的交线；
第二交线为三维激光雷达发射的多个与地平面垂直的竖直激光扫描面中唯一与站台门相交的第二竖直激光扫描面，与站台门之间的交线。
在一个实施例中，三维激光雷达，具体用于发射多个与地平面垂直的激光扫描面，多个与地平面垂直的激光扫描面中的一个激光扫描面与列车的轨道平行。
在一个实施例中，障碍物的三维轮廓信息是利用三维激光雷达发射的激光扫描面，沿与激光扫描面垂直的方向按预设间隔角度扫描确定的信息。
在一个实施例中，PSD防夹安全主机，具体用于根据障碍物的检测信息对障碍物进行分类，得到障碍物的分类结果，并将分类结果发送至报警器。
在一个实施例中，PSD防夹安全主机，具体用于根据障碍物的形状信息与位移信息对障碍物进行分类，确定障碍物的分类结果；
障碍物的形状信息是根据障碍物的检测信息中的三维轮廓信息确定的信息；
障碍物的位移信息是根据障碍物的检测信息中障碍物与三维激光雷达之间的距离信息确定的信息。
在一个实施例中，PSD防夹安全主机，具体用于若障碍物的形状信息和/或障碍物的位移信息中发生改变，则判定障碍物的分类结果为生物；
若障碍物的形状信息和障碍物的位移信息均保持不变，判定障碍物的分类结果为非生物。
在一个实施例中，防夹系统还包括：
联锁模块，用于将站台门与列车门均关闭的信号发送至PSD防夹安全主机；
联锁模块，还用于接收PSD防夹安全主机发送的处理结果，以使站台门的状态和列车门的状态均保持为关闭状态。
在一个实施例中，防夹系统还包括：
列车自动监控ATS模块，用于接收PSD防夹安全主机发送的处理结果。
在一个实施例中，PSD防夹安全主机，还用于接收联锁模块发送的站台门与列车门均关闭的信号，并将信号发送至三维激光雷达。
根据本发明实施例的另一方面，提供一种站台门与列车的防夹方法，该方法包括：
当站台门与列车门均处于关闭状态的情况下，三维激光雷达利用发射的激光扫描面在站台的一端实时对站台门与列车之间的区域进行障碍物三维扫描检测，并将障碍物的检测信息发送至PSD防夹安全主机；
PSD防夹安全主机接收三维激光雷达发送的障碍物的检测信息，对障碍物的检测信息进行处理，并将处理结果发送至报警器；
报警器接收处理结果，并根据处理结果进行报警；
其中，障碍物的检测信息包括障碍物的三维轮廓信息。
在一个实施例中，在当站台门与列车门均关闭后，三维激光雷达实时对站台门与列车之间的区域进行障碍物检测之前，包括：
根据三维激光雷达发射的激光脉冲强度、列车的长度、三维激光雷达的角分辨率和站台门与靠近站台门的列车外壁之间的距离，进行确定三维激光雷达的安装位置。
本发明实施例提供的站台门与列车的防夹系统，当站台门与列车门均处于关闭状态的情况下，三维激光雷达利用发射的激光扫描面在站台的一端实时对站台门与列车之间的区域进行障碍物三维扫描检测，并将障碍物的检测信息发送至PSD防夹安全主机，以使PSD防夹安全主机将检测信息发给报警器，实现了对站台门与列车之间的盲区内障碍物的准确检测，提高了地铁运行的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本发明一实施例提供的站台门与列车的防夹系统的结构示意图；
图2示出本发明另一实施例提供的三维激光雷达和列车门的后视图；
图3示出本发明另一实施例提供的图2中的三维激光雷达和列车门的俯视图；
图4示出本发明再一实施例中对站台区封闭空间的验证测试结果；
图5示出本发明再一实施例提供的站台门与列车的防夹方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
为了保证乘客的安全，在车站站台边缘安装站台门，以将站台区域与轨行区进行隔离。站台门包括玻璃幕墙和玻璃幕墙之间的电动门，且站台门包括不同的种类，例如屏蔽门和安全门等。列车门与站台门的状态包括三种：打开状态、关闭状态和关闭且锁闭状态。
当列车停稳后，列车门与站台门全部打开时，列车门与站台门处于打开状态，以使乘客上下列车。
当列车门与站台门收到关闭指令时，列车门与站台门开始关闭操作，列车门与站台门关闭后但未锁闭时，列车门与站台门处于关闭状态，此时列车不会启动。
当列车门与站台门关闭且锁闭后，即列车门与站台门处于关闭且锁闭状态时，列车才会启动。
由于地铁的站台门与列车之间存在一定的间隙，因此在站台门与列车门关闭的过程中，由于乘客的抢上和抢下，在列车门与站台门处于关闭状态时，容易出现夹住人或其它异物等安全事故。
基于此，本发明实施例提供一种站台门与列车的防夹系统和方法，通过利用三维激光雷达发射的激光扫描面在站台的一端实时对站台门与列车之间的区域进行障碍物三维扫描检测，实现了对障碍物的立体检测，有效减小甚至消除了列车与站台门之间的盲区，提升了列车运行的安全性。
图1示出了本发明实施例提供的站台门与列车的防夹系统的系统架构示意图。由图1可以看出，本发明实施例的防夹系统主要包括：站台门(Platform Screen Doors，PSD)防夹安全主机101、三维激光雷达102和报警器103。
在本发明的实施例中，三维激光雷达102，用于当站台门与列车门均处于关闭状态的情况下，利用发射的激光扫描面在站台的一端实时对站台门与列车之间的区域进行障碍物三维扫描检测，并将障碍物的检测信息发送至PSD防夹安全主机101；其中，障碍物的检测信息包括障碍物的三维轮廓信息。
PSD防夹安全主机101，用于接收三维激光雷达102发送的障碍物的检测信息，对障碍物的检测信息进行处理，并将处理结果发送至报警器103。
报警器103，用于接收PSD防夹安全主机101发送的处理结果，并根据处理结果进行报警。
在本发明实施例中，三维激光雷达102向目标发射激光束，然后接收目标反射回来的信号，并将目标反射回来的信号与发射信号对比，获取三维激光雷达102与目标的距离，以及目标的三维轮廓信息和目标的表面反射特征等信息。
在本发明的实施例中，三维激光雷达102可以在预设平面上沿不同角度发射多条激光脉冲束，从而在该预设平面内形成扇形的激光区域，即激光扫描面。通过控制激光扫描面进行旋转扫描，即可实现对目标区域的三维扫描检测，以获取目标区域中障碍物的检测信息。其中，三维激光雷达102检测到的障碍物的检测信息包括障碍物的长度和障碍物距离地面的高度等三维轮廓信息，以及障碍物与三维激光雷达102的距离信息等信息。
在本发明的实施例中，三维激光雷达102安装在站台的任意一端，当站台门与列车门均处于关闭状态的情况下，三维激光雷达102向站台门与列车之间的区域发射激光扫描面。通过控制三维激光雷达102的激光发射器件，使三维激光雷达102发射的激光扫描面沿与激光扫描面垂直的方向按预设间隔角度扫描，从而实现对站台门与列车之间的区域进行障碍物的三维扫描检测。
在本发明的一个具体示例中，图2为站台门和三维激光雷达102的后视图，图2中的三维激光雷达102安装在站台一端的墙壁上。三维激光雷达102在与地平面垂直且与站台门平行的平面内，可以发射多条激光脉冲光束。三维激光发射的多条激光脉冲束形成了与地面垂直的竖直激光扫描面。
通过旋转三维激光雷达102的激光发射器件，实现了竖直激光扫描面在与地面平行的平面内进行旋转扫描，也就是说三维激光雷达102可以在多个与地面垂直的平面内发射不同的竖直激光扫描面。图3为图2中的三维激光雷达102和站台门的俯视图。三维激光雷达102发射与地面垂直的竖直激光扫描面，通过旋转三维激光雷达102的激光发射器件，使竖直激光扫描面沿与地面平行的平面，以预设间隔角度进行旋转扫描，且竖直激光扫描面在水平面内所旋转的角度为θ。通过旋转三维激光雷达102发射的竖直激光扫描面，可以获取列车与站台门之间的区域中障碍物的最大高度和最大宽度等轮廓信息。
为了便于理解结合实际应用场景对三维激光雷达102的安装位置进行说明。如图3所示，图3中示出停置在站台中的一辆列车，三维激光雷达102可位于站台的任意一端，也就是说，三维激光雷达102可以置于列车车头前方的预设距离处，或者置于列车车尾后方的预定距离处。
由于现有的站台分为高架站台和隧道站台，优选地，在高架站台的应用场景中，可以将三维激光雷达102吊置安装在车站区隧道内车头前方或车尾后方。而在隧道站台的应用场景中，可将三维激光雷达102安装在车站区隧道内车头前方或车尾后方，且靠近站台门一侧的墙壁上。对于三维激光雷达102的安装方式，本发明实施例不做具体限制，能固定三维激光雷达102即可。
在本发明的一具体实施例中，若三维激光雷达102安装在如图3所示的车站区隧道内车头前方，且靠近站台门一侧的墙壁上，则三维激光雷达102向前方(即车头向车尾的方向)发射垂直于地面的竖直激光扫描面。通过旋转三维激光雷达102的激光发射器件，使三维激光雷达102发射的竖直激光扫描面在与地面平行的水平方向上按照预设角度间隔旋转扫描，从而实现对站台门与列车之间的区域进行障碍物的三维扫描检测。
在本发明的一些实施例中，三维激光雷达102也可以发射平行于地平面的水平激光扫描面，并控制水平激光扫描面在竖直方向进行旋转扫描，实现对障碍物的三维扫描检测。对于三维激光雷达102发射的激光扫描面以及该激光扫描面的旋转扫描方式，本发明实施例不做具体限制。
本发明的防夹系统利用一个三维激光雷达102即可实现对站台门与列车之间的障碍物的三维扫描检测，避免了因传统双端传感器通信和交互时引起的故障，并且采用一个三维激光雷达102便于后期的维护且降低了成本。并且，本发明的防夹系统不限制于站台门与列车之间的区域中的一条线或一个平面上的检测，提升了检测的全面性和准确性。
作为可选的实施例，为了进一步提高防夹系统的可靠性，本发明实施例提供的防夹系统中三维激光雷达102的数量为至少一个。作为一个具体示例，两个三维激光雷达102分别安装在站台的两端的墙壁上。对于三维激光雷达102的数量，本发明实施例不做具体限制，可根据具体的应用场景进行设置。
在本发明的实施例中，为了能够实现准确的对站台门与列车之间的区域中的障碍物进行识别，必须确保该区域中的障碍物返回的回波脉冲，具有足够的脉冲强度，以使三维激光雷达102可以接收。因此三维激光雷达102的安装位置与该三维激光雷达102发射的激光脉冲强度有关。
在本发明的实施例中，假设三维激光雷达102均安装于车头前方预设距离处，但是由于每辆列车的列车长度不同，所以三维激光雷达102与每辆列车车尾之间的距离不同。由于三维激光雷达102的激光脉冲强度的设置与三维激光雷达102与列车车尾之间的距离有关，因此三维激光雷达102的安装位置与列车的长度有关。
在本发明的实施例中，若三维激光雷达102的覆盖范围过宽，三维激光雷达102发射的激光脉冲将会落在列车或站台门上，则经列车或站台门折射形成的干扰回波将会返给三维激光雷达102，从而对站台门与列车之间的区域的检测结果造成干扰，引起错误的告警。若三维激光雷达102的覆盖范围过窄，则会导致站台门与列车之间的某些区域内的障碍物被漏检。作为一个具体示例，如图2所示，三维激光雷达102发射多个与地面垂直的竖直激光扫描面，则具有最大夹角θ的两个竖直激光扫描面之间覆盖的区域即为三维激光发射的激光脉冲的覆盖范围。
为了避免站台门与列车对激光脉冲的折射光波对检测结果的影响，需要对三维激光雷达102的激光脉冲进行限界设置。三维激光雷达102脉冲的限界条件根据站台门与靠近站台门的列车外壁之间的距离进行设置。
作为一个具体示例，如图3所示，在三维激光雷达102发射与地面垂直的竖直激光扫描面的情况下，激光脉冲的限界设置的条件为：三维激光雷达102发射的激光束不会打在站台门和列车上，且三维激光雷达102发射的竖直激光扫描面在车尾和站台门的尾端之间扫描时，在水平面上能够扫描的宽度恰好等于站台门与靠近站台门的列车外壁之间的距离。
也就是说，站台门与靠近站台门的列车外壁之间的距离等于第一交线和第二交线之间的距离。其中，第一交线为三维激光雷达102发射的多个与地平面垂直的竖直激光扫描面中唯一与靠近站台门的列车外壁相交的第一竖直激光扫描面，与靠近站台门的列车外壁之间的交线。第二交线为三维激光雷达102发射的多个与地平面垂直的竖直激光扫描面中唯一与站台门相交的第二竖直激光扫描面，与站台门之间的交线。
如图3所示，三维激光雷达102发射的多个竖直激光扫描面中仅有一个竖直扫描面(即图3中M1所代表的虚线)与站台门相交。三维激光雷达102发射的多个与地平面垂直的竖直激光扫描面中仅有一个竖直激光扫描面(即图3中的M2所代表的虚线)与列车相交。
若要满足仅有一个竖直激光扫描面与站台门相交且仅有一个竖直激光扫描面与列车相交，则代表三维激光雷达102发射的位于一边缘的竖直激光扫描面(即M1)与站台门的尾端相交，三维激光发射的位于另一边缘的竖直激光扫描面(即M2)与列车的车尾端相交。如图3所示，在车尾位置处，竖直激光扫描面M1与站台门的第一交线，和竖直激光扫描面M2与列车的第二交线之间的距离，等于站台门与靠近站台门的列车外壁之间的宽度L。
其中，对于三维激光雷达102的限界设置可以利用遮光片对三维激光雷达102的激光发射器件进行遮挡。但是，如图3所示，假设在满足激光脉冲的限界设置条件下，且遮挡片不发生变动的情况下，若将三维激光雷达102向车尾方向移动一定距离，即减小三维激光雷达102与车尾之间的距离，则三维激光雷达102发射的所有竖直激光扫描面均不与列车和站台门相交，因此三维激光雷达102的位置与激光脉冲的限界设置有关。
在本发明的一些实施例中，在三维激光发射雷达发射平行于地平面的水平激光扫描面的场景下，限界设置的条件需要满足两点：(1)三维激光雷达102发射的激光束不会打在站台门和列车上；(2)水平激光扫描面有两个边缘激光线，第一边缘激光线和第二边缘激光线，仅有第一边缘激光线与站台门有唯一的第一交点，仅有第二边缘线和列车有唯一的第二交点，且第一交点和第二交点之间的距离等于站台门与靠近站台门的列车外壁之间的宽度。
在本发明实施例中，三维激光雷达102发射的激光扫描面所在的平面不限于垂直于地平面或平行于地平面，可根据具体的应用场景而定。对于不同的应用场景，激光脉冲的限界条件可视具体应用场景根据站台门与靠近站台门的列车外壁之间的距离进行确定。
在本发明的实施例中，为了确保站台门与列车之间障碍物检测的可靠性和准确性，三维激光雷达102的角分辨率需要满足一定的条件。具体地，如图3所示，角分辨率需要满足的预定条件为：三维激光雷达102发射的两个相邻的竖直激光扫描面在车尾处对障碍物的水平距离分辨率小于等于50厘米。因此三维激光雷达102的角分辨率的选择，与三维激光雷达102和车尾之间的距离有关，即与三维激光雷达102的安装位置有关。对于角分辨率需要满足的预定条件，本发明实施例不做具体限制，能够实现对列车与站台门之间的障碍物的检测即可。
因此，在本发明的实施例中，三维激光雷达102的安装位置是根据三维激光雷达102发射的激光的脉冲强度、列车的长度、三维激光雷达102的角分辨率和站台门与靠近站台门的列车外壁之间的距离进行确定的位置。
在本发明的一具体实施例中，图2和图3分别示出了三维激光雷达102的后视图和俯视图。如图2所示，优选的，三维激光雷达102距离地面的高度为站台门高度的一半。如图3所示，三维激光雷达102的激光发射中心到站台门的距离等于站台门与靠近站台门的列车外壁之间的距离的一半。如图3所示，三维激光雷达102安装于站台的一端，即列车车头前方且位于站台门一侧的墙壁上。三维激光雷达102与列车尾部之间在轨道方向上的距离s需要根据三维激光雷达102发射的激光的脉冲强度、列车的长度、三维激光雷达102的角分辨率和站台门与靠近站台门的列车外壁之间的距离进行确定。
其中，通过利用三维激光雷达102发射的激光雷达的脉冲强度和列车的长度可以得出s的第一取值范围。根据三维激光雷达102的角分辨率以及角分辨需要满足的预定条件，可以确定s的第二取值范围。通过利用站台门与靠近站台门的列车外壁之间的距离以及上述的激光脉冲限界条件，确定s的第三取值范围。结合s的第一取值范围、s的第二取值范围和s的第三取值范围，确定s的最终取值，即确定了三维激光雷达102的最终安装位置。
在本发明的实施例中，为了保证三维激光雷达102可以对站台与列车门之间的区域进行最大范围的覆盖检测，优选的，在平行于轨道的方向上，三维激光雷达102距离车头前方10米(m)-20m，或三维激光雷达102安装在距离车尾后方10m-20m处。
在本发明的实施例中，在确定三维激光雷达102的最终安装位置的过程中需要考虑三维激光脉冲的限界设置，而三维激光脉冲的限界设置关系着三维激光雷达102发射的激光扫描面的扫描方向和扫描范围，因此，当三维激光雷达102的安装位置确定时，三维激光雷达102的安装角度也随之确定。
在本发明的一些实施例中，为了解决站台门与列车之间多个障碍物的遮挡问题，进一步提升障碍物三维扫描检测的准确性，三维激光雷达102的安装位置优先选择高于列车顶部或站台门顶部的预设距离的位置。
优选的，目前在高架站台场景中，站台门通常设计为半高安全门，三维激光雷达102的安装高度选择在高于列车顶部0.5m-1m处。在隧道站台场景中，三维激光雷达102的安装高度高于距离屏蔽门顶部0.5m-1m。
结合站台所处的具体应用场景，可以先确定s的取值范围，再对三维激光雷达102的距离地面的高度和三维激光雷达102与站台之间的水平距离进行调试，使三维激光雷达102位于最终确定的安装位置时，三维激光雷达102能够接收足够强度的回波脉冲、角分辨率满足预设条件且三维激光雷达102发射的激光脉冲满足限界条件。对于三维激光雷达102的距离地面的高度、s和三维激光雷达102与站台之间的水平距离的具体调试顺序和调试方法，本发明实施例不做具体限制。
在本发明的实施例中，当三维激光雷达102的激光发射中心与站台门之间的水平距离小于等于站台门与靠近站台门的列车外壁之间的距离时，三维激光雷达102发射的多个与地平面垂直的激光扫描面中的一个激光扫描面与列车的轨道平行。满足此种安装位置的三维激光雷达102，可以减小三维激光雷达102的检测盲区，使列车与站台门之间的区域得到更精准的检测。优选地，如图3所示，三维激光雷达102的激光发射中心与站台门之间的水平距离为列车与站台门之间距离L的一半。
在本发明的实施例中，三维激光雷达102通过光纤线缆与PSD防夹安全主机101相连，将障碍物的检测信息发送至PSD防夹安全主机101，以使PSD防夹安全主机101对该障碍物的检测信息进行处理。
在本发明的实施例中，当列车与站台门之间的区域中有障碍物存在时，三维激光雷达102接收障碍物的回波脉冲信息，三维激光雷达102对应的数据处理软件将实时检测的回波脉冲信息进行处理，得出障碍物的三维轮廓信息以及三维激光雷达102和障碍物之间的距离。其中，三维激光雷达102对应的数据处理软件安装在PSD防夹安全主机101内。PSD防夹安全主机101直接读取上述软件中的障碍物的检测信息后，并将检测信息发送给报警器103。报警器103根据障碍物的检测信息进行报警。其中，报警器103与PSD防夹安全主机101之间通过硬线连接。
在本发明的一些实施例中，PSD防夹安全主机101，还可具体用于根据障碍物的检测信息对障碍物进行分类，得到障碍物的分类结果，并将分类结果发送至报警器103。
其中，PSD防夹安全主机101，具体用于根据障碍物的形状信息与位移信息对障碍物进行分类，确定障碍物的分类结果。障碍物的形状信息是根据障碍物的检测信息中的三维轮廓信息确定的信息；障碍物的位移信息是根据障碍物的检测信息中障碍物与三维激光雷达102之间的距离信息确定的信息。
具体地，PSD防夹安全主机101检测到站台门与列车之间存在障碍物时，则PSD防夹安全主机101按照预设取样时间间隔对三维激光雷达102对应的数据处理软件中的数据进行画面采样。
在本发明的实施例中，PSD防夹安全主机101，具体用于若障碍物的形状信息和/或障碍物的位移信息中发生改变，则判定障碍物的分类结果为生物；
若障碍物的形状信息和障碍物的位移信息均保持不变，判定障碍物的分类结果为非生物。
具体地，若当前障碍物位移的采样结果与第一次障碍物位移的采样结果之间的变化率大于预设阈值时，或若当前障碍物形状的采样结果与第一次障碍物形状的采样结果之间的变化率大于等于预设阈值时，则判定障碍物为生物，否则，则代表障碍物为非生物。
优选的，障碍物的位移和形状的变化率的范围均为2％—5％。对于PSD防夹安全主机101的预设采样时间间隔，本发明实施例不做具体限制。
在本发明的实施例中，当障碍物的分类结果确认后，PSD防夹安全主机101将分类结果输出至报警器103，以使报警器103进行报警，使人工进行应急处理，保证站台内的列车不会发出。
在本发明的实施例中，当PSD防夹安全主机101判断出列车与站台门之间的障碍物为生物时，车站工作人员将打开站台门，并将人或动物带至站台候车区域。
当PSD防夹安全主机101判断出列车与站台门之间的障碍物为非生物时，则视障碍物所属者的情况而定，判定通过车站工作人员、司机、与乘客进行确认。当障碍物所属者在车内时，站台工作人员将打开车门，将障碍物拿进车内。当障碍物无法带进车内，站台工作人员将打开站台门，将障碍物所属者及其障碍物同时带至站台候车区域。当障碍物所属者在站台候车区域时，站台工作人员将打开站台门，将障碍物带回站台候车区域。
在本发明的实施例中，报警器103包括声光报警器，也可以为其他种类的报警器，只要能够实现报警作用，本发明实施例不做具体限制。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，站台门与列车的防夹系统还包括：
联锁模块104，用于将站台门与列车门均关闭的信号发送至PSD防夹安全主机101。
联锁模块104，还用于接收PSD防夹安全主机101发送的处理结果，以使站台门的状态和列车门的状态均保持为关闭状态。
其中，在信号系统中，联锁模块104接收到PSD防夹安全主机101发送的分类结果后，将站台门和列车门的状态保持“关闭”而不是任其将自身状态更改为“关闭且锁闭”，以使工作人员可以进行应急处理。
本发明的实施例中，联锁模块104通过列车自动控制(AutomaticTrain Control，ATC)网络与PSD防夹安全主机101连接，将站台门与列车门均关闭的信号发送至PSD防夹安全主机101。PSD防夹安全主机101通过以太网接收联锁模块104发送的站台门与列车门均关闭的信号，并将关闭信号发送至三维激光雷达102，使三维激光雷达102开始发射激光扫描面进行障碍物的三维扫描检测。
在本发明的实施例中，若三维激光雷达102在列车与站台门之间的区域没有检测到障碍物，则当列车门与站台门的状态将更改为“关闭且锁闭”。联锁模块104将列车门与站台门关闭且锁闭的信号通过PSD防夹安全主机101发送至三维激光雷达102。三维激光雷达102接收到列车门与站台门关闭且锁闭的信号后停止工作，直至再次接收到列车门与站台门均关闭的信号重新开始启动。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，站台门与列车的防夹系统还包括：
列车自动监控(Automatic Train Supervision，ATS)模块105，用于接收PSD防夹安全主机101发送的处理结果，以使ATS调度人员收到地铁站台门防夹系统的报警信息后，会人工进行应急处理，并保证站台内的列车不会发出。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，站台门与列车的防夹系统包括联锁模块104和ATS模块105，以保证PSD防夹安全主机101向ATS调度中心发送告警信息的同时，还会向联锁模块104发送告警信息，从多方面提升了列车运营的安全性。
下面结合实验室模拟的实施例对本发明提出的站台门与列车之间的防夹系统进行原理性验证测试。
本次验证测试利用实验室模拟站台区域为封闭空间的应用场景。其中，在验证测试中采用实验室模拟停在站台中的列车，并采用实验室外面的一堵墙壁模拟站台门。在上述实验室外面的一堵墙壁上安装激光雷达，该激光雷达距离地面的高度为1m。
在本次验证测试中，利用实验室人员模拟列车的乘客，并利用实验室外面的一堵墙壁与靠近该墙壁的实验室的外墙壁之间的检测区域，模拟列车与站台门之间的检测区域。在进行验证测试时，令实验室人员站在检测区域内，并利用激光雷达对该检测区域进行扫描检测。
图4为激光雷达对实验室外面的一堵墙壁与靠近该墙壁的实验室的外墙壁之间的检测区域进行扫描检测的结果。从图4中可以看出，激光雷达可以扫描出在检测区域内站立的实验室人员的轮廓。其中，图4中的实线为实验室人员的轮廓。激光雷达利用对应的数据处理软件处理实验室人员的轮廓，可以得出实验室人员距离地面的高度H为1.73m，并且可以获取实验室人员在不同高度上对应的宽度W。实验室人员与激光雷达之间的距离可以根据实验室人员对激光雷达发射的激光产生的回波脉冲信息进行计算得出。在本次验证测试中，该实验室人员与激光雷达的距离为6.54m。
在本次验证测试中，在实验室外面的一堵墙壁与靠近该墙壁的实验室的外墙壁之间的检测区域内，利用实验室人员进出检测区域以及在检测区域内放置物品，模拟障碍物为生物与非生物。
上述验证测试主要针对室内站台区封闭场景进行测试，根据上述实验性原理测试的结果可以看出，本发明实施例提供的防夹系统，能够有效的检测站台门与列车之间的区域中的障碍物，并能准确判断出障碍物的类别。因此，本发明实施例提供的防夹系统也能够适用于位于室外敞开式空间的站台区域。
本发明实施例提供的防夹系统，可以实现对列车与站台门之间的盲区的障碍物的三维扫描检测，当该系统检测到列车与站台门之间存在障碍物时，工作人员可以更直观、高效地对障碍物事件进行二次确认，提高了人工确认的时效性及准确性，并提高了系统的安全可靠性。
图5示出本发明一实施例提供的站台门与列车的防夹方法的流程示意图，该方法包括：
S110，当站台门与列车门均处于关闭状态的情况下，三维激光雷达利用发射的激光扫描面在站台的一端实时对站台门与列车之间的区域进行障碍物三维扫描检测，并将障碍物的检测信息发送至PSD防夹安全主机；
S120，PSD防夹安全主机接收三维激光雷达发送的障碍物的检测信息，对障碍物的检测信息进行处理，并将处理结果发送至报警器；
S130，报警器接收处理结果，并根据处理结果进行报警；
其中，障碍物的检测信息包括障碍物的三维轮廓信息。
在本发明的实施例中，在步骤S110之前，站台门与列车的防夹方法还包括：
S100，根据三维激光雷达发射的激光脉冲强度、列车的长度、三维激光雷达的角分辨率和站台门与靠近站台门的列车外壁之间的距离进行确定三维激光雷达的安装位置。
在本发明的实施例中，障碍物的三维轮廓信息是利用三维激光雷达发射的激光扫描面，沿与激光扫描面垂直的方向按预设间隔角度扫描确定的信息。
在本发明的实施例中，站台门与靠近站台门的列车外壁之间的距离等于第一交线和第二交线之间的距离；
第一交线为三维激光雷达发射的多个与地平面垂直的竖直激光扫描面中唯一与靠近站台门的列车外壁相交的第一竖直激光扫描面，与靠近站台门的列车外壁之间的交线；
第二交线为三维激光雷达发射的多个与地平面垂直的竖直激光扫描面中唯一与站台门相交的第二竖直激光扫描面，与站台门之间的交线。
在本发明的实施例中，步骤S110包括以下步骤：
三维激光雷达发射多个与地平面垂直的激光扫描面，多个与地平面垂直的激光扫描面中的一个激光扫描面与列车的轨道平行。
在本发明的实施例中，步骤S120具体包括以下步骤：
PSD防夹安全主机根据障碍物的检测信息对障碍物进行分类，得到障碍物的分类结果，并将分类结果发送至报警器。
其中，PSD防夹安全主机根据障碍物的形状信息与位移信息对障碍物进行分类，确定障碍物的分类结果。若障碍物的形状信息和障碍物的位移信息均保持不变，判定障碍物的分类结果为非生物。
障碍物的形状信息是根据障碍物的检测信息中的三维轮廓信息确定的信息；障碍物的位移信息是根据障碍物的检测信息中障碍物与三维激光雷达之间的距离信息确定的信息。
在本发明的实施例中，在步骤S100和步骤S110之间还包括：
联锁模块将站台门与列车门均关闭的信号发送至PSD防夹安全主机；
PSD防夹安全主机接收联锁模块发送的站台门与列车门均关闭的信号，并将信号发送至三维激光雷达。
在本发明的一些实施例中，站台门与列车的防夹方法还包括以下步骤：
S140，联锁模块接收PSD防夹安全主机发送的处理结果，以使站台门的状态和列车门的状态均保持为关闭状态。
在本发明的一些实施例中，站台门与列车的防夹方法还可以包括以下步骤：
S150，列车自动监控ATS模块接收PSD防夹安全主机发送的处理结果。
本发明实施例提供的防夹方法，通过利用安装在站台一端的三维激光雷达发射激光扫描面对站台门与列车之间的区域进行旋转扫描，实现了对该区域之间的障碍物的三维检测，提升了列车运营的安全性。
根据本发明实施例的站台门与列车的防夹方法的其他细节与以上结合图1至图4描述的根据本发明实施例的站台门与列车的防夹系统类似，在此不再赘述。
本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。本领域的普通技术人员应当理解，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。

Claims (11)

1.一种站台门与列车的防夹系统，其特征在于，所述系统包括：站台门PSD防夹安全主机、三维激光雷达和报警器；
所述三维激光雷达，用于当站台门与列车门均处于关闭状态的情况下，利用发射的激光扫描面在站台的一端实时对所述站台门与列车之间的区域进行障碍物三维扫描检测，并将所述障碍物的检测信息发送至所述PSD防夹安全主机；
所述障碍物的检测信息包括所述障碍物的三维轮廓信息；
所述PSD防夹安全主机，用于接收所述三维激光雷达发送的所述障碍物的检测信息，对所述障碍物的检测信息进行处理，并将处理结果发送至所述报警器；
所述报警器，用于接收所述PSD防夹安全主机发送的所述处理结果，并根据所述处理结果进行报警；
所述三维激光雷达的安装位置是根据所述三维激光雷达发射的激光的脉冲强度、所述列车的长度、所述三维激光雷达的角分辨率和所述站台门与靠近所述站台门的所述列车外壁之间的距离进行确定的位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述站台门与靠近所述站台门的所述列车外壁之间的距离等于第一交线和第二交线之间的距离；
所述第一交线为所述三维激光雷达发射的多个与地平面垂直的竖直激光扫描面中唯一与靠近所述站台门的所述列车外壁相交的第一竖直激光扫描面，与所述靠近所述站台门的所述列车外壁之间的交线；
所述第二交线为所述三维激光雷达发射的所述多个与地平面垂直的竖直激光扫描面中唯一与所述站台门相交的第二竖直激光扫描面，与所述站台门之间的交线。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述三维激光雷达，具体用于发射多个与地平面垂直的激光扫描面，所述多个与地平面垂直的激光扫描面中的一个激光扫描面与所述列车的轨道平行。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述障碍物的三维轮廓信息是利用所述三维激光雷达发射的激光扫描面，沿与所述激光扫描面垂直的方向按预设间隔角度扫描确定的信息。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PSD防夹安全主机，具体用于根据所述障碍物的检测信息对所述障碍物进行分类，得到所述障碍物的分类结果，并将所述分类结果发送至所述报警器。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述PSD防夹安全主机，具体用于根据所述障碍物的形状信息与位移信息对所述障碍物进行分类，确定所述障碍物的分类结果；
所述障碍物的形状信息是根据所述障碍物的检测信息中的三维轮廓信息确定的信息；
所述障碍物的位移信息是根据所述障碍物的检测信息中所述障碍物与所述三维激光雷达之间的距离信息确定的信息。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述PSD防夹安全主机，具体用于若所述障碍物的形状信息和/或所述障碍物的位移信息中发生改变，则判定所述障碍物的分类结果为生物；
若所述障碍物的形状信息和所述障碍物的位移信息均保持不变，判定所述障碍物的分类结果为非生物。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
联锁模块，用于将所述站台门与所述列车门均关闭的信号发送至所述PSD防夹安全主机；
所述联锁模块，还用于接收所述PSD防夹安全主机发送的所述处理结果，以使所述站台门的状态和所述列车门的状态均保持为关闭状态。
9.根据权利要求1或8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
列车自动监控ATS模块，用于接收所述PSD防夹安全主机发送的所述处理结果。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述PSD防夹安全主机，还用于接收所述联锁模块发送的所述站台门与所述列车门均关闭的信号，并将所述信号发送至所述三维激光雷达。
11.一种站台门与列车的防夹方法，其特征在于，所述方法包括：
当站台门与列车门均处于关闭状态的情况下，三维激光雷达利用发射的激光扫描面在站台的一端实时对所述站台门与列车之间的区域进行障碍物三维扫描检测，并将所述障碍物的检测信息发送至PSD防夹安全主机；
所述PSD防夹安全主机接收三维激光雷达发送的障碍物的检测信息，对所述障碍物的检测信息进行处理，并将处理结果发送至报警器；
所述报警器接收所述处理结果，并根据所述处理结果进行报警；
其中，所述障碍物的检测信息包括所述障碍物的三维轮廓信息；
在所述当站台门与列车门均关闭后，三维激光雷达实时对所述站台门与列车之间的区域进行障碍物检测之前，包括：
根据所述三维激光雷达发射的激光脉冲强度、所述列车的长度、所述三维激光雷达的角分辨率和所述站台门与靠近所述站台门的所述列车外壁之间的距离，进行确定所述三维激光雷达的安装位置。
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