CN108974051A - 一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置 - Google Patents

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郭新伟
王征兵
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刘志川
吴志勇
刘国彦
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    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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Abstract

本发明公开了一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,包括车头,车头的内部固定设有电控箱,电控箱的顶端固定设有处理器,处理器的一侧固定设有报警装置,车头一侧的两端固定设有高清摄像机,车头一侧的底部固定设有收纳筒。本发明可以实时、准确的向机车司机提供列车前方路面以及环境状况,及时提醒机车司机安全驾驶,从而避免因机车司机精神疲劳、注意力不集中、疏忽等原因导致的列车行车事故,具有成本低、设备简单,以及在不影响其它联锁设备的前提下确保列车的行车安全,通过采用数字图像处理等技术手段,达到列车行车安全预警的目的,从而避免由于列车行车事故产生的经济和生命损失。

Description

一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置
技术领域
本发明属于轨道交通安全技术领域,具体地说,涉及一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置。
背景技术
轨道安全是城市轨道交通工作的重中之重,而轨道车作为设备材料运输,区间施工中不可缺少的大型机械,在轨道交通施工现场发挥着非常重要的作用,因此保障轨道车运行安全和作业安全己经成为迫切需要解决的技术问题。
首先,由于自然、人为等因素的影响而引起的轨道车脱线、相撞,以及车辆连挂、摘解过程中出现的事故等频繁发生,严重干扰了铁路运输正常秩序,对铁路的安全生产、经济及社会效益造成了一些不应有的损失。
其次,现有的轨道车安全设备虽然能够在一定程度上避免事故的发生,但它的控制方式通常是以安装在轨道车上的轨道车信号机、信号传感器、速度传感器、风压传感器、轴温传感器等设备来对轨道车的相关设备、司机的操作进行控制,并通过轨道车监控记录装置的作业模式实施控制来保障轨道车的安全运行。但是对于轨道车运行过程中出现在轨道上的影响行车安全的障碍物以及超过铁路限界的可疑入侵运动目标而言,行车安全设备并不能对其进行检测和判断,也不能依据检测结果启动相关报警系统。
另外,当轨道车司机操纵轨道车行进时,若将过多的精力集中在瞭望轨道车路面以及行车状况时容易引起视觉疲劳,从而导致注意力不集中,对各种装置的操作以及仪表观测产生影响,进而严重影响到轨道车的行车安全。
因此,对城市轨道交通在供电施工时轨道车前方静态障碍物、动态入侵物的情况进行检测,并对检测结果做智能预警,从而保证轨道车在行进过程中的安全就显得尤为重要,需要提供一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置。
发明内容
有鉴于此,本发明所要解决的是常规技术中无法对轨道车前方静态障碍物、动态入侵物的情况进行检测,并对检测结果做智能预警的技术问题。本发明提供了一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,相比于常规技术,可以保证轨道车在行进过程中的安全。
为了解决上述技术问题,本发明通过以下技术方案得以实现:
本发明提供了一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,包括车头,所述车头的内部固定设有电控箱,所述电控箱的顶端固定设有处理器,所述处理器的一侧固定设有报警装置,所述车头一侧的两端固定设有高清摄像机,所述车头一侧的底部固定设有收纳筒,所述收纳筒通过四根电动伸缩杆与固定板侧面的四角固定连接,所述固定板通过连接臂与安装座固定连接,所述安装座侧面的四角分别通过缓冲柱与红外感应开关固定连接,所述安装座的一侧嵌设有摄像头,所述处理器包括图像预处理模块,所述图像预处理模块电性连接报警装置,所述处理器、所述红外感应开关、所述电动伸缩杆、所述高清摄像机、所述摄像头和所述报警装置均与所述电控箱电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案,在一种可能的实施方式中,所述电控箱电性连接外界电源,所述电控箱的箱壁由减噪材料制成。
作为本发明的一种优选技术方案,在一种可能的实施方式中,所述收纳筒的直径大于所述固定板的直径,所述固定板的直径大于所述安装座的直径。
作为本发明的一种优选技术方案,在一种可能的实施方式中,所述高清摄像机对弯道进行拍摄,所述高清摄像机的底端固定设有无线发射装置,所述无线发射装置与所述电控箱电性连接,无线发射装置信号连接外界的远程控制端。
作为本发明的一种优选技术方案,在一种可能的实施方式中,所述摄像头电性连接视频显示。
作为本发明的一种优选技术方案,在一种可能的实施方式中,所述报警装置包括警示灯,警示灯的底端固定设有语音报警器,语音报警器的底端与所述处理器的外壳固定连接,警示灯和语音报警器均与处理器电性连接。
与现有技术相比,本发明可以获得包括以下技术效果:
1)本发明中的轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,可以实时、准确的向机车司机提供列车前方路面以及环境状况,及时提醒机车司机安全驾驶,从而避免因机车司机精神疲劳、注意力不集中、疏忽等原因导致的列车行车事故,具有成本低、设备简单,以及在不影响其它联锁设备的前提下确保列车的行车安全,从实际需求出发,通过采用数字图像处理等技术手段,达到列车行车安全预警的目的,从而避免由于列车行车事故产生的经济和生命损失。
2)本发明的轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,通过技术开发研究智能视频分析技术,提高了项目整体的施工安全保障,增加了企业竞争能力,同时也为职工带来了一笔不菲的经济收益。
3)本发明的轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,大大的提高了施工进度,能够准确地、安全地完成施工任务。
4)本发明的轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,通过该系统对轨道车的行驶状态、司机的操作过程以及线路的洁净情况进行监控,方便了轨道车司机能够及时采取相应的安全措施,降低施工成本,使得企业利润最大化。
当然,实施本发明的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明实施例的一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置的结构示意图;
图2是本发明实施例的一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置的局部结构示意图之一;
图3是本发明实施例的一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置的局部结构示意图之二;
图4是本发明实施例的一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置的障碍物检测模块结构示意图。
图中:1、车头;2、处理器;3、电控箱;4、收纳筒;5、电动伸缩杆; 6、固定板;7、安装座;8、红外感应开关;9、缓冲柱;10、高清摄像机; 11、摄像机;12、图像预处理模块;13、报警装置类;14、视频显示。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
如图1-4所示,本发明一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,包括车头1,车头1的内部固定设有电控箱3,电控箱3的顶端固定设有处理器 2,处理器2的一侧固定设有报警装置13,车头1一侧的两端固定设有高清摄像机10,车头1一侧的底部固定设有收纳筒4,收纳筒4通过四根电动伸缩杆5与固定板6侧面的四角固定连接,固定板6通过连接臂与安装座7固定连接,安装座7侧面的四角分别通过缓冲柱9与红外感应开关8固定连接,安装座7的一侧嵌设有摄像头11,处理器2包括图像预处理模块12,图像预处理模块12电性连接报警装置13,处理器2、红外感应开关8、电动伸缩杆5、高清摄像机10、摄像头11和报警装置13均与电控箱3电性连接。
优先的,电控箱3电性连接外界电源,电控箱3的箱壁由减噪材料制成,为各个用电器提供电能,降低噪声对驾驶室工作人员的影响。
优先的,收纳筒4的直径大于固定板6的直径,固定板6的直径大于安装座7的直径,便于收缩安装座7,减小收缩的阻力。
优先的,高清摄像机10对弯道进行拍摄,高清摄像机10的底端固定设有无线发射装置,无线发射装置与电控箱3电性连接,无线发射装置信号连接外界的远程控制端,易于人工检测弯道的状况,便于远程监控。
优先的,摄像头11电性连接视频显示14,易于查看检测结果。
优先的,报警装置13包括警示灯,警示灯的底端固定设有语音报警器,语音报警器的底端与处理器2的外壳固定连接,警示灯和语音报警器均与处理器2电性连接,及时通过报警装置13发出警报,便于作出应对措施。
具体工作时,本发明中的轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,摄像头 11在采集前方道路的状况时,红外感应开关8检测到障碍物时,将信息传递与电动伸缩杆5,使电动伸缩杆5收缩,将摄像头11收缩至收纳筒4,防止对摄像头11造成损伤,首先,通过轨道车前方安装的摄像头11采集前方道路状况的视频信息,图像预处理模块12对视频图像进行预处理,在得到预处理的图像后采用操作简单、效率高,可以准确提取出线段长度和形状特征等信息的基于链码跟踪算法的铁轨框架检测算法来提取铁轨的框架,基于静态障碍物检测实时性的要求,减小障碍物的检测区域,从而提高检测的实时性。将检测窗的下边沿沿着图像的下边沿,上边沿定位在图像整个图像高度的处,建立梯形状的检测窗并在原图像中对检测窗进行标识,为提高静态障碍物检测的准确性,在建立检测窗以后,采用图像纹理特征与灰度直方图以及图像中黑白像素比相结合的图像处理算法,对城市轨道交通供电施工时轨道车前方静态障碍物的检测结果做智能预警,从而保证轨道车在行进过程中的安全;通过轨道车前方安装的摄像头11采集前方道路状况的视频信息,并对视频图像进行预处理,对预处理后的视频图像采用三帧差法提取图像中的运动前景,并用光流法更新由于背景变化而导致的伪前景,进而对动态障碍物进行检测,检测出动态障碍物后,采用Kalman滤波预测动态障碍物的位置和角度,并在预测区域内通过边缘方向直方图搜索动态障碍物的新位置,并用得到的动态障碍物的新位置来更新Kalman滤波的初始状态,从而对动态障碍物进行跟踪,在动态障碍物跟踪的过程中,选取跟踪窗口的中心点为研究对象,并将中心点记录下来,得到动态障碍物的运动轨迹,并对运动轨迹进行分析,确定出动态障碍物的运动方向,判断该动态障碍物是否对轨道车的安全运行造成威胁以及是否需要报警装置13发出警报。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。此外,“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此,若文中描述一第一装置耦接于一第二装置,则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置,或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式,然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的,并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
还需要说明的是,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商品或者系统不仅包括那些要素,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商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,包括车头(1),其特征在于,所述车头(1)的内部固定设有电控箱(3),所述电控箱(3)的顶端固定设有处理器(2),所述处理器(2)的一侧固定设有报警装置(13),所述车头(1)一侧的两端固定设有高清摄像机(10),所述车头(1)一侧的底部固定设有收纳筒(4),所述收纳筒(4)通过四根电动伸缩杆(5)与固定板(6)侧面的四角固定连接,所述固定板(6)通过连接臂与安装座(7)固定连接,所述安装座(7)侧面的四角分别通过缓冲柱(9)与红外感应开关(8)固定连接,所述安装座(7)的一侧嵌设有摄像头(11),所述处理器(2)包括图像预处理模块(12),所述图像预处理模块(12)电性连接报警装置(13),所述处理器(2)、所述红外感应开关(8)、所述电动伸缩杆(5)、所述高清摄像机(10)、所述摄像头(11)和所述报警装置(13)均与所述电控箱(3)电性连接。
2.如权利要求1所述的一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,其特征在于,所述电控箱(3)电性连接外界电源,所述电控箱(3)的箱壁由减噪材料制成。
3.如权利要求1所述的一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,其特征在于,所述收纳筒(4)的直径大于所述固定板(6)的直径,所述固定板(6)的直径大于所述安装座(7)的直径。
4.如权利要求1所述的一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,其特征在于,所述高清摄像机(10)对弯道进行拍摄,所述高清摄像机(10)的底端固定设有无线发射装置,所述无线发射装置与所述电控箱(3)电性连接,无线发射装置信号连接外界的远程控制端。
5.如权利要求1所述的一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,其特征在于,所述摄像头(11)电性连接视频显示(14)。
6.如权利要求1所述的一种轨道交通施工轨道车障碍物检测装置,其特征在于,所述报警装置(13)包括警示灯,警示灯的底端固定设有语音报警器,语音报警器的底端与所述处理器(2)的外壳固定连接,警示灯和语音报警器均与处理器(2)电性连接。
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