CN108957482A - 一种激光雷达对运行火车障碍的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的属于火车障碍物检测技术领域，具体为一种激光雷达对运行火车障碍的检测方法，S1：激光雷达实施测距：激光雷达通过螺栓固定顶在火车头的端部，且激光雷达的测试方向与火车的运行方向保持一致，通过激光雷达对行驶方向上实时发出激光束；S2：根据步骤S1中实时发出激光束并检测在火车运行方向上是否有返回的激光束；S3：再次检测障碍物是否仍然在火车的行驶轨迹上；S4：减速、刹车，通过激光雷达的实时检测能够及时的将道路信息传输至火车的控制室内，及时发现问题；通过提醒驾驶员的方式，智能化程度较高；通过配合摄像头的使用方式，能够尽量避免激光雷达误判的情况。
Description
技术领域
本发明涉及火车障碍物检测技术领域，具体为一种激光雷达对运行火车障碍的检测方法。
背景技术
火车(Train)，人类的现代交通工具之一，是人类利用化石能源运输的典例。是指在铁路轨道上行驶的车辆，通常由多节车厢所组成。
人类历史上最重要的机具，早期称为蒸汽机车，有独立的轨道行驶。铁路列车按载荷物，可分为运货的货车和载客的客车，亦有两者一起的客货混运车。
火车头上前轮前面有前面装有排障器和扫石器，会把轨道上的石头等杂物推开，不会影响行车安全的，但是当遇到紧急情况时，轨道上出现必须避免碰撞的障碍物时，需要尽可能的减速甚至停车来避免障碍物，为此，我们提出了一种激光雷达对运行火车障碍的检测方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光雷达对运行火车障碍的检测方法，以解决上述背景技术中提出的当遇到紧急情况时，轨道上出现必须避免碰撞的障碍物时，需要尽可能的减速甚至停车来避免障碍物的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光雷达对运行火车障碍的检测方法，该激光雷达对运行火车障碍的检测方法的具体检测步骤如下：
S1：激光雷达实施测距：激光雷达通过螺栓固定顶在火车头的端部，且激光雷达的测试方向与火车的运行方向保持一致，通过激光雷达对行驶方向上实时发出激光束；
S2：根据步骤S1中实时发出激光束并检测在火车运行方向上是否有返回的激光束：
否：则认为在火车运行方向上没有障碍物，重复上述实时发出激光束并检测；
是：则认为在火车运行方向上有障碍物，进入下一步骤；
S3：再次检测障碍物是否仍然在火车的行驶轨迹上：根据步骤S2中的在火车运行方向上有返回的激光束，视为在火车运行方向上有障碍物，再次检测火车运行方向上是否有返回的激光束：
否：则视为障碍物为火车行驶轨道旁边的障碍物，继续步骤S1的检测；
是：则视为该障碍物在火车的轨道上，进行下一步骤；
S4：减速、刹车：根据步骤S3中的障碍物在火车的轨道上，通过控制系统提醒驾驶员并通过驾驶员决定是否切断火车的动力系统并刹车。
优选的，所述激光雷达的光束发射端通过支架与火车的车头固定连接。
优选的，所述激光雷达的激光束发射覆盖角度为120°。
优选的，所述激光雷达上还集成有摄像头。
优选的，所述步骤S4中切断火车的动力系统的方式为切断火车的驱动电机的电源。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)通过激光雷达的实时检测能够及时的将道路信息传输至火车的控制室内，及时发现问题；
(2)通过提醒驾驶员的方式，智能化程度较高；
(3)通过配合摄像头的使用方式，能够尽量避免激光雷达误判的情况。
附图说明
图1为本发明检测方法流程图；
图2为本发明激光雷达与火车之间关系的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种激光雷达对运行火车障碍的检测方法，该激光雷达对运行火车障碍的检测方法的具体检测步骤如下：
S1：激光雷达实施测距：激光雷达通过螺栓固定顶在火车头的端部，且激光雷达的测试方向与火车的运行方向保持一致，通过激光雷达对行驶方向上实时发出激光束；
S2：根据步骤S1中实时发出激光束并检测在火车运行方向上是否有返回的激光束：
否：则认为在火车运行方向上没有障碍物，重复上述实时发出激光束并检测；
是：则认为在火车运行方向上有障碍物，进入下一步骤；
S3：再次检测障碍物是否仍然在火车的行驶轨迹上：根据步骤S2中的在火车运行方向上有返回的激光束，视为在火车运行方向上有障碍物，再次检测火车运行方向上是否有返回的激光束：
否：则视为障碍物为火车行驶轨道旁边的障碍物，继续步骤S1的检测；
是：则视为该障碍物在火车的轨道上，进行下一步骤；
S4：减速、刹车：根据步骤S3中的障碍物在火车的轨道上，通过控制系统提醒驾驶员并通过驾驶员决定是否切断火车的动力系统并刹车。
其中，所述激光雷达的光束发射端通过支架与火车的车头固定连接，所述激光雷达的激光束发射覆盖角度为120°，所述激光雷达上还集成有摄像头，所述步骤S4中切断火车的动力系统的方式为切断火车的驱动电机的电源。
实施例：
激光雷达采用脉冲式激光雷达，脉冲式激光雷达的测物、测距原理：在激光雷达处发射激光束，激光束与火车的行驶方向相同，若遇到障碍物时，激光束会反射回一部分至激光雷达的光功能接收器。设障碍物与激光雷达的距离为L，激光脉冲往返的时间间隔为t，光速为c，光速较快，火车的行进速度可以忽略，则激光雷达与障碍物之间关系为J＝tc/2，利用时钟晶体振荡器和脉冲计数器来确定时间t，时钟晶体振荡器用于产生固定频率的电脉冲振荡ΔT＝1/f，脉冲计数器的作用是对时钟晶体振荡器产生的电脉冲计数N。晶振产生脉冲与计数器开始计数时间上是同步触发的，因此，t＝NΔT，由此可得出L＝Nc/2f。
该激光雷达对运行火车障碍的检测方法的具体检测步骤如下：
S1：激光雷达实施测距：激光雷达通过螺栓固定顶在火车头的端部，激光雷达的光束发射端通过支架与火车的车头固定连接，且激光雷达的测试方向与火车的运行方向保持一致，激光雷达的激光束发射覆盖角度为120°，通过激光雷达对行驶方向上实时发出激光束；
S2：根据步骤S1中实时发出激光束并检测在火车运行方向上是否有返回的激光束：
否：则认为在火车运行方向上没有障碍物，重复上述实时发出激光束并检测；
是：则认为在火车运行方向上有障碍物，进入下一步骤；
S3：再次检测障碍物是否仍然在火车的行驶轨迹上：根据步骤S2中的在火车运行方向上有返回的激光束，视为在火车运行方向上有障碍物，再次检测火车运行方向上是否有返回的激光束：
否：则视为障碍物为火车行驶轨道旁边的障碍物，继续步骤S1的检测；
是：则视为该障碍物在火车的轨道上，进行下一步骤；
S4：减速、刹车：根据步骤S3中的障碍物在火车的轨道上，通过控制系统提醒驾驶员并通过驾驶员决定是否切断火车的动力系统并刹车，切断火车的动力系统的方式为切断火车的驱动电机的电源，激光雷达上还集成有摄像头，驾驶员通过图像以及激光雷达的检测结果作为判断的依据。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种激光雷达对运行火车障碍的检测方法，其特征在于：该激光雷达对运行火车障碍的检测方法的具体检测步骤如下：
S1：激光雷达实施测距：激光雷达通过螺栓固定顶在火车头的端部，且激光雷达的测试方向与火车的运行方向保持一致，通过激光雷达对行驶方向上实时发出激光束；
S2：根据步骤S1中实时发出激光束并检测在火车运行方向上是否有返回的激光束：
否：则认为在火车运行方向上没有障碍物，重复上述实时发出激光束并检测；
是：则认为在火车运行方向上有障碍物，进入下一步骤；
S3：再次检测障碍物是否仍然在火车的行驶轨迹上：根据步骤S2中的在火车运行方向上有返回的激光束，视为在火车运行方向上有障碍物，再次检测火车运行方向上是否有返回的激光束：
否：则视为障碍物为火车行驶轨道旁边的障碍物，继续步骤S1的检测；
是：则视为该障碍物在火车的轨道上，进行下一步骤；
S4：减速、刹车：根据步骤S3中的障碍物在火车的轨道上，通过控制系统提醒驾驶员并通过驾驶员决定是否切断火车的动力系统并刹车。
2.根据权利要求1所述的一种激光雷达对运行火车障碍的检测方法，其特征在于：所述激光雷达的光束发射端通过支架与火车的车头固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种激光雷达对运行火车障碍的检测方法，其特征在于：所述激光雷达的激光束发射覆盖角度为120°。
4.根据权利要求1所述的一种激光雷达对运行火车障碍的检测方法，其特征在于：所述激光雷达上还集成有摄像头。
5.根据权利要求1所述的一种激光雷达对运行火车障碍的检测方法，其特征在于：所述步骤S4中切断火车的动力系统的方式为切断火车的驱动电机的电源。
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