CN109085607A - 接触网障碍物检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种接触网障碍物检测方法及装置，其中装置包括：设置在轨道列车上的处理装置和至少两个激光雷达，处理装置与每个激光雷达连接；激光雷达用于向接触网的待检测区段发送探测信号，并接收探测信号从待检测区段反射的反射信号，待检测区段设置在轨道列车行驶方向前方的接触网上；处理装置用于根据至少两个激光雷达的反射信号判断接触网是否存在障碍物。本发明提供的接触网障碍物检测方法及装置，能够通过轨道列车上设置的至少两个激光雷达及时反馈反射信号，以使处理装置能够根据反射信号实时判断轨道列车前方的接触网上是否存在障碍物，从而提高了轨道列车对接触网上障碍物的检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及轨道列车技术领域，尤其涉及一种接触网障碍物检测方法及装置。
背景技术
冻雨天气是一种常见的天气现象，由于地理和气候等原因，冻雨形成速度较快也比较突然，造成了铁路沿线的受电弓通常会突然出现结冰，这给列车正常的运行带来了极大的困难。而由于接触网上结了冰柱，列车的受电弓在高速运行中会发生断裂，轻则导致列车停车晚点，重则导致列车需要原地救援，给繁忙高速铁路运营带来了严重的危害。
目前用于列车主动防御接触网出现冻雨、积雪等异常的系统，在防御接触网的异常时主要通过列车的司机和地面接触网维护人员进行识别。而为了防止受电弓被接触网上的障碍物损坏，还可以在受电弓上增加防护措施，例如增加金属防护罩等，但列车速度较高，这些措施只能起到一定的防护作用，不能解决根本问题。
采用现有技术，由于列车行驶速度较高，冻雨的形成速度较快，列车司机通常也很难及时的发现接触网上的障碍物，即便发现也来不及进行有效的处理。因此，造成了对于列车接触网上障碍物的检测效率较低。
发明内容
本发明提供一种接触网障碍物检测方法及装置，提高了对列车接触网上障碍物的检测效率。
本发明提供一种接触网障碍物检测装置，包括：
设置在轨道列车上的处理装置和至少两个激光雷达，所述处理装置与每个所述激光雷达连接；所述激光雷达用于向接触网的待检测区段发送探测信号，并接收所述探测信号从所述待检测区段反射的反射信号，所述待检测区段设置在所述轨道列车行驶方向前方的接触网上；所述处理装置用于根据所述至少两个激光雷达的反射信号判断所述接触网是否存在障碍物。
在本发明一实施例中，所述处理装置还通过所述轨道列车的列车总线连接所述轨道列车的控制系统；
所述处理装置还用于，若判断所述接触网存在障碍物，向所述控制系统发出报警信号。
在本发明一实施例中，所述处理装置还用于根据所述至少两个激光雷达的反射信号确定所述障碍物的特征。
在本发明一实施例中，所述报警信号还包括所述障碍物的特征；
所述障碍物的特征至少包括以下的一项或多项：所述接触网存在障碍物、所述障碍物的位置、所述障碍物的大小、所述障碍物在所述接触网上的长度、所述障碍物的移动方向、所述障碍物的移动速度和所述障碍物相对于所述轨道列车的距离。
在本发明一实施例中，所述报警信号包括至少两个报警级别；
所述处理装置具体用于根据所述障碍物的特征发送所述特征对应报警级别的报警信号。
在本发明一实施例中，所述处理装置还用于，
若判断所述接触网存在障碍物，向所述控制系统发出第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述轨道列车的受电弓在第一时间之前断开与所述接触网的连接；其中，所述处理装置根据所述障碍物在所述接触网上的位置和所述轨道列车的速度确定所述第一时间，所述第一时间为所述轨道列车到达所述障碍物的位置的时间。
在本发明一实施例中，所述处理装置还用于，
向所述控制系统发出第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述轨道列车的受电弓在第二时间之后恢复与所述接触网的连接；其中，所述处理装置根据所述障碍物在所述接触网上的位置和所述轨道列车的速度确定所述第二时间，所述第二时间为所述轨道列车离开所述障碍物的位置的时间。
在本发明一实施例中，所述处理装置具体用于，
根据所述至少两个激光雷达的反射信号确定目标物体；若所述目标物体的移动方向与所述轨道列车的移动移动方向相反且所述目标物体的移动速度与所述轨道列车的移动速度相同，则所述处理装置判断所述目标物体为障碍物，并确定所述接触网存在障碍物。
在本发明一实施例中，所述处理装置具体用于，
在连续N次通过所述至少两个激光雷达的反射信号判断所述接触网存在障碍物后，所述处理装置确定所述接触网存在障碍物，所述N≥2。
本发明提供一种接触网障碍物检测方法，所述接触网障碍物检测方法应用于接触网障碍物检测装置，其中，接触网障碍物检测装置包括：设置在轨道列车上的处理装置和至少两个激光雷达，所述方法包括：
所述至少两个激光雷达向接触网的待检测区段发送探测信号，所述待检测区段设置在所述轨道列车行驶方向前方的接触网上；
所述至少两个激光雷达接收所述探测信号从所述接触网反射的反射信号；
所述处理装置根据所述至少两个激光雷达的反射信号判断所述接触网是否存在障碍物。
在本发明一实施例中，还包括：所述处理装置若判断所述接触网存在障碍物，向所述控制系统发出报警信号。
在本发明一实施例中，还包括：所述处理装置根据所述至少两个激光雷达的反射信号确定所述障碍物的特征。
在本发明一实施例中，所述报警信号还包括所述障碍物的特征；
所述障碍物的特征至少包括以下的一项或多项：所述接触网存在障碍物、所述障碍物的位置、所述障碍物的大小、所述障碍物在所述接触网上的长度、所述障碍物的移动方向、所述障碍物的移动速度和所述障碍物相对于所述轨道列车的距离。
在本发明一实施例中，所述报警信号包括至少两个报警级别；所述处理装置向所述控制系统发出报警信号，包括：所述处理装置根据所述障碍物的特征发送所述特征对应报警级别的报警信号。
在本发明一实施例中，还包括：若判断所述接触网存在障碍物，所述处理装置向所述控制系统发出第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述轨道列车的受电弓在第一时间之前断开与所述接触网的连接；其中，所述处理装置根据所述障碍物在所述接触网上的位置和所述轨道列车的速度确定所述第一时间，所述第一时间为所述轨道列车到达所述障碍物的位置的时间。
在本发明一实施例中，所述处理装置向所述控制系统发出第一控制信号之后，还包括：向所述控制系统发出第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述轨道列车的受电弓在第二时间之后恢复与所述接触网的连接；所述处理装置根据所述障碍物在所述接触网上的位置和所述轨道列车的速度确定所述第二时间，所述第二时间为所述轨道列车离开所述障碍物的位置的时间。
在本发明一实施例中，所述处理装置判断所述接触网是否存在障碍物，包括：所述处理装置根据所述至少两个激光雷达的反射信号确定目标物体；若所述目标物体的移动方向与所述轨道列车的移动移动方向相反且所述目标物体的移动速度与所述轨道列车的移动速度相同，则所述处理装置判断所述目标物体为障碍物，并确定所述接触网存在障碍物。
在本发明一实施例中，所述处理装置判断所述接触网是否存在障碍物，包括：在连续N次通过所述至少两个激光雷达的反射信号判断所述接触网存在障碍物后，所述处理装置确定所述接触网存在障碍物，所述N≥2。
本发明还提供一种接触网障碍物检测装置，包括：
处理器和存储器；
所述存储器，用于存储程序；
所述处理器，用于调用所述存储器所存储的程序，以执行如上述实施例中任一项所述的接触网障碍物检测方法。
综上，本发明提供一种接触网障碍物检测方法及装置，其中装置包括：设置在轨道列车上的处理装置和至少两个激光雷达，处理装置与每个激光雷达连接；激光雷达用于向轨道列车行驶方向前方的接触网的待检测区段发送探测信号，并接收探测信号从接触网反射的反射信号；处理装置用于根据至少两个激光雷达的反射信号判断接触网是否存在障碍物。本发明提供的接触网障碍物检测方法及装置，能够通过轨道列车上设置的至少两个激光雷达及时反馈反射信号，以使处理装置能够根据反射信号实时判断轨道列车前方的接触网上是否存在障碍物，从而提高了轨道列车对接触网上障碍物的检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明接触网障碍物检测装置一实施例的结构示意图；
图2为本发明接触网障碍物检测装置一实施例的结构示意图；
图3为本发明处理装置一实施例的结构示意图；
图4为本发明接触网障碍物检测装置一实施例的结构示意图；
图5为本发明接触网障碍物检测装置一实施例的结构示意图；
图6为本发明雷达扫射长度示意图；
图7为本发明障碍物的位置示意图；
图8为本发明接触网障碍物检测方法一实施例的流程示意图；
图9为本发明接触网障碍物检测方法一实施例的流程示意图；
图10为本发明接触网障碍物检测方法一实施例的流程示意图；
图11为本发明接触网障碍物检测方法一实施例的流程示意图。
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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
具体地，图1为本发明接触网障碍物检测装置一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的接触网障碍物检测装置包括：
设置在轨道列车1上的处理装置2和至少两个激光雷达3，处理装置2与每个激光雷达3连接；激光雷达3用于向轨道列车1行驶方向前方的接触网的待检测区段发送探测信号，并接收探测信号从接触网反射的反射信号；处理装置用2于根据至少两个激光雷达3的反射信号判断接触网是否存在障碍物。
其中，接触网是在电气化轨道交通系统中，沿轨道列车铁轨上方沿列车行驶方向设置的高压输电线。轨道列车通过受电弓与接触网通过相接触的方式连接后，接触网通过轨道列车的受电弓向列车提供电力。而由于接触网露天设置且没有任何防护，当出现冻雨等极端天气和恶劣环境因素时，接触网上极容易覆盖障碍物，例如冻雨形成的冰柱。而轨道列车在告诉行驶中，受电弓一旦与接触网上的障碍物相撞，会使受电弓断裂，这给轨道列车的正常运行带来了严重的威胁。
因此，本申请通过在轨道列车上设置激光雷达的方式，通过激光雷达对轨道列车前方的接触网进行扫描，并由处理装置根据至少两个激光雷达的扫描结果判断所扫描的接触网是否存在障碍物。其中，激光雷达具备极高的测量精度及分辨率，它能以很高“角精度”和“距离精度”完成目标定位。并且激光成像雷达波长较短，很容易获得高的角分辨率，有利于观测小的目标，雷达系统体积小，重量轻，激光成像雷达具有实时探测和实时目标三维成像功能，几乎不受地杂波影响。此外，激光雷达能以相对低的成本获得高的测距精度，是本申请中轨道列车上设置激光雷达的原因。
具体地，在如图1所示的接触网障碍物检测装置中，轨道列车1上设置至少两个激光雷达3，每个激光雷达3用于对轨道列车行驶方向前方的接触网进行扫描。激光雷达3一种可能扫描方式可以是，向待测量区段的接触网发送激光探测信号，并接收待测量区段的接触网对激光探测信号反射后得到的反射信号。可选地，激光雷达3可以是成像激光雷达，反射信号经过相关进行处理后可以得到接触网的图像，随后的处理中可以根据接触网的图像判断解除网是否存在异物。激光雷达3可以设置在例如轨道列车的车顶、车头或者车辆下部，只要能够向轨道列车前方待测量区段发送探测信号即可，本实施例对其设置位置不作具体限定。而激光雷达3设置至少两个用于提高障碍物的判断准确率，避免单个激光雷达对于障碍物的漏判、误判。处理装置2用于根据所有至少两个激光雷达3的探测结果，即反射信号判断接触网上的待检测区段是否存在障碍物。例如：如果有三个激光雷达中的两个判断前方待检测区段存在障碍物，另一个机关雷达的检测结果虽然没有障碍物，处理装置还是根据多个激光雷达的测量结果判断接触网存在障碍物。
综上，在本实施例提供的接触网障碍物检测装置中，能够通过轨道列车上设置的至少两个激光雷达及时反馈反射信号，以使处理装置能够根据反射信号实时判断轨道列车前方的接触网上是否存在障碍物。与现有的人工检测方式相比，极大地提高了轨道列车对接触网上障碍物的检测效率。
进一步地，上述实施例中的接触网障碍物检测装置中，处理装置还通过轨道列车的列车总线连接轨道列车的控制系统。如图2所示，本实施例提供的处理装置中，处理装置2还通过MVB总线4连接轨道列车的控制系统5。其中，本实施例中的控制系统5可以理解为轨道列车中的控制单元或控制模块，用于控制及操作轨道列车的控制中心。可以是例如自动控制中心、包含相关控制程序的自动控制芯片或者轨道列车驾驶员所操作的控制台等，本实施例对此不做限定。
其中，当处理装置2还用于，若通过前述实施例判断接触网存在障碍物，则通过MVB总线4向控制系统5发出报警信号。以使控制系统5根据报警信号对接触网存在障碍物进行操作，操作可以是控制系统5控制受电弓断开与接触网的接触连接，或者例如：停车、降速、降低受电弓、清理障碍物等。或者仅向控制系统进行报警提示，接收控制系统的操作人员即列车驾驶员对该报警提示进行相关的人为操作。
进一步地，在上述实施例中，处理装置2还用于根据至少两个激光雷达的反射信号确定障碍物的特征。其中，由于激光雷达具有实时探测和实时目标三维成像功能，则可以在处理装置判断到前方接触网的待检测区段存在障碍物后，继续通过多个激光雷达对障碍物的特征进行计算与判断。而可选地，处理装置还可以在向控制系统发送的报警信号内携带障碍物的特征。其中，障碍物的特征可以至少包括以下的一项或多项：接触网存在障碍物、障碍物的位置、障碍物的大小、障碍物在接触网上的长度、障碍物的移动方向、障碍物的移动速度和障碍物相对于轨道列车的距离。
进一步地，在一种更为具体的实施例中，报警信号包括至少两个报警级别；例如：预警信号和报警信号。则处理装置具体用于根据障碍物的特征发送特征对应报警级别的报警信号。例如：处理装置根据障碍物的特征判断接触网前方的障碍物高度为2厘米，可能不会影响列车的正常行驶，则可以向控制系统发送级别较低的预警信号。控制系统甚至可以在忙碌时忽视该预警信号。但是，如果处理装置根据障碍物的特征判断接触网前方的障碍物高度为5厘米，会给列车运行带来较大影响，则可以向控制系统发送级别较高的报警信号，使控制系统必须立即对该报警信号进行处理。
此外，在另一种更为具体的实施例中，若判断接触网存在障碍物，处理装置可以向控制系统发出第一控制信号，第一控制信号用于控制轨道列车的受电弓在第一时间之前断开与接触网的连接；其中，处理装置根据障碍物在接触网上的位置和轨道列车的速度确定第一时间，第一时间为轨道列车到达障碍物的位置的时间。并且处理装置还可以向控制系统发出第二控制信号，第二控制信号用于控制轨道列车的受电弓在第二时间之后恢复与接触网的连接；其中，处理装置根据障碍物在接触网上的位置和轨道列车的速度确定第二时间，第二时间为轨道列车离开障碍物的位置的时间。
具体地，当处理装置判断出障碍物的特征后，可以根据障碍物的特征确定其位置。并根据列车此时的行驶速度确定在多久之后会行驶到障碍物所在的位置，此时可以向控制系统发送第一控制信号，使得控制系统在第一时间控制受电弓在第一时间断开与接触网的接触连接。以使轨道列车顺利通过该障碍物所在位置，并在列车通过该障碍物所在位置后的第二时间恢复受电弓与接触网的接触连接。
例如：轨道列车以1秒10米的速度向前行驶，当轨道列车在距离障碍物100米时判断出前方100米存在障碍物并且障碍物的特征为包括障碍物在接触网上的长度为20米。则轨道列车内的控制装置根据速度计算出列车在10秒后将到达障碍物所在的位置，因此向控制系统发送第一控制信号为：在后续10秒之前断开受电弓。以使控制系统在10秒内的时间将受电弓断开与接触网的连接。同时，处理装置还可以根据轨道列车的速度计算出列车在12秒后将驶过障碍物所在的位置，因此向控制系统发送第二控制信号为：在后续12秒之后可以恢复受电弓与接触网的连接。而特别地，由于受电弓离开接触网之后失去动力，速度会降低，因此第二控制信号可以加上一定的预留时间例如：在后续13秒之后可以恢复受电弓与接触网的连接，以保证列车完全驶离了障碍物所在的位置。而
本实施例中轨道列车与障碍物所在的位置之间的距离，较佳地应以轨道列车受电弓与障碍物之间的距离为主计算。此外也可以通过轨道列车车头与障碍物之间的距离，参考受电弓到车头之间的相对距离计算。此外，可选地，本实施例中以一个受电弓为例进行说明，当轨道列车包括多个受电弓时，处理装置可以根据每个受电弓距离障碍物的位置对每个受电弓单独进行控制。也可以根据第一个受电弓与障碍物的距离确定所有受电弓同时断开连接的第一时间，并根据最后一个受电弓与障碍物的距离确定所有受电弓同时恢复连接的第二时间。
进一步地，在上述各实施例中，处理装置具体用于，根据至少两个激光雷达的反射信号确定目标物体；若目标物体的移动方向与轨道列车的移动移动方向相反且目标物体的移动速度与轨道列车的移动速度相同，则处理装置判断目标物体为障碍物，并确定接触网存在障碍物。具体地，由于轨道列车随时处于高速运行中，每一时刻获取的障碍物所在的位置都不相同，在本实施例中，可以通过判断障碍物相对检测结果的方式确定障碍物。其中，当障碍物固定，列车高速驶向障碍物时，处理装置根据激光雷达反射信号确定的障碍物移动的速度应为相对于轨道列车的速度，即与轨道列车的移动速度相同但是移动方向相反。此外，如果检测到的疑似障碍物的目标物体与轨道列车的移动速度相同且移动方向相同，则可能该目标物体是轨道列车本身的组件，判断目标物体不是障碍物，从而提高了对障碍物检测的准确率。
可选地，另一种提高对障碍物的检测准确率的方式可以是：在连续N次通过至少两个激光雷达的反射信号判断接触网存在障碍物后，处理装置确定接触网存在障碍物，其中N至少为两次。从而通过多个激光雷达多次的检测结果，最终确定接触网存在障碍物，进一步提高了对障碍物检测的准确率。
图3为本发明处理装置一实施例的结构示意图。如图3所示的实施例中，提供了一种处理装置可能的实现方式，图中的雷达信号处理装置可为前述各实施例中的处理装置。其中，该处理装置可以通过雷达接口连接激光雷达传感器，并通过雷达接口接收传感器传输回的反射信号。雷达信号处理装置提供相关激光雷达的反射信号的处理功能，例如：对于成像激光雷达的图像进行的背景滤波、计算障碍物大小、移动速度、位置的功能，并可以通过MVB接口连接轨道列车的MVB总线，通过MVB总线接入列车网络控制系统，用于通过MVB总线发送预警信号或报警信号。
图4为本发明接触网障碍物检测装置一实施例的结构示意图；图5为本发明接触网障碍物检测装置一实施例的结构示意图。在如图4的轨道列车的侧视图和如图5的轨道列车的俯视图，提供了一种激光雷达在轨道列车上具体的位置设置方式。如图4和图5所示，本实施例提提供的激光雷达设置在轨道列车的车头顶部，并固定朝向，朝向轨道列车行驶方向前方的接触网的待测量区段。当激光雷达的视场为1度×1度时，每个激光雷达都可以探测300―500米距离内直径1厘米粗的电线。并且由于阳光的照射对激光雷达传感器影响是比较大的，所以该系统在列车的车头上安装了两个角度不同的雷达传感器，确保至少有一个雷达传感器是没有被阳光直接照射的。
图6为本发明雷达扫射长度示意图。如图6所示，检测系统的雷达装置采用的成像脉冲频率为1000次/秒，光的速度为3*108米/秒，当有超过2CM的悬挂障碍物从无到出现时，脉冲到达障碍物的距离为200米，耗时为秒(约为6.6X10-7秒)，脉冲遇到障碍物后进行反射并被列车雷达传感器接收共耗时1.32*10-6秒，加上处理设备对脉冲的处理时间20ms，一共耗时约为20ms，在此期间时速160公里/时的列车行驶了0.88米。
如图6所示的脉冲激光的几何图形，其中根据三角公式可知，α+β+γ＝90°本发明中激光传感器在垂直面的视场γ为1°即γ＝1°，则β＝90°-γ-α＝88.427，λ＝90-β＝1.573。于是可计算出进而可得A的长度为200-73＝127米，即列车雷达扫描范围在受电弓上的投影长度为127米。所以，当列车速度为160公里/时均速行驶时，列车雷达首次扫描到高度大于2cm的障碍物到障碍物离开雷达扫描范围的时间为按照雷达20ms扫描成像一次，则在2.86秒内共扫描143次。
图7为本发明障碍物的位置示意图。如图7所示，首先按照列车升后弓的方式设计，列车以时速160公里/时的速度向前行驶，当雷达监测到受电弓的下方有大于2cm高度的障碍物时，锁定该目标，并将该目标定义为疑似障碍物A(将疑似障碍物A后20cm长度的范围定义为障碍物单元，障碍物单元的形状近似于长方形)，当疑似障碍物A在接下来的时间持续检测到，并计算障碍物A的移动速度和方向，模拟其运行轨迹，如果移动速度与列车速度相似，方向与列车行驶方向相反，位置始终在受电弓的下方，同时连续监测100次(2s)，则将疑似障碍物判定为障碍物，同时向列车发出预警指令，列车显示屏显示障碍物的速度和范围，如果障碍物的高度大于5cm，则发出报警指令，列车会根据报警指令触发降弓指令。
如图8所示，图8为本发明接触网障碍物检测方法一实施例的流程示意图.假设列车雷达在首次发现障碍物后的2秒后发出了报警指令，指令发送到列车控制单元的时间为50ms，列车控制单元处理该指令的时间为50ms，降弓指令到执行单元的时间为50ms，列车切断牵引单元后受电弓降到安全位置的时间为2s，则从确定障碍物到降弓的时间一共约为5s，此时列车向前行驶了222米，小于障碍物到列车受电弓(后弓)的距离330米(200+180-50)，所以该设计方案能够实现保护受电弓的目的。
图9为本发明接触网障碍物检测方法一实施例的流程示意图。如图9所示，当检测开始后，由处理装置对障碍物进行检测，当障碍物的高度满足一定条件如大于2cm时，可以具体地将检测到的障碍物分为20cm为一个单元，采用线程方式检测障碍物单元，而控制装置最多能够检测5个线程，每个线程通过如图10所示的实施例实时的检测障碍物的高度。
图10为本发明接触网障碍物检测方法一实施例的流程示意图。如图10所示，检测疑似障碍物的移动方向和速度，如果一定方向与列车相反，速度与列车速度相似，则判断为障碍物。当某个疑似障碍物单元连续检测200次后，向列车发出信息，如果障碍物的高度大于5cm则发出报警信息，如果高度大于2cm，小于5cm则发出预警信息。并且会在判断疑似障碍物不是真正障碍物后，提供容错处理，确认障碍物消除后注销该线程，如果没有消失则还需要重新进行判断。
本实施例提供的接触网障碍物检测方法用于在前述各实施例中的接触网障碍物检测装置上执行，具有相同的实现方式及技术效果，不再赘述。
此外，本申请提供的接触网障碍物检测方法及装置，除了能够实时的检测接触网上的障碍物，并根据实际的情况发送预警指令和报警指令，预防受电弓收到接触网障碍物的破坏。还可以扩展到列车其他远程防护领域。还可以通过例如红外成像技术能够代替激光雷达检测接触网的障碍物。或是在接触网沿路铺设检测设备，检测沿路线路上接触网的状态。
综上，本申请提供的接触网障碍物检测方法及装置，由车载激光雷达检测系统、信号处理系统和报警系统组成，是一种在列车上安装的车载式实时检测系统，能够发现接触网上的障碍物，并能够在列车停车距离之内向列车发出报警，避免列车受电弓遭受损伤。
图11为本发明接触网障碍物检测方法一实施例的流程示意图。如图9所示的实施例中，接触网障碍物检测方法包括：
S101：至少两个激光雷达向轨道列车行驶方向前方的接触网的待检测区段发送探测信号。
S102：至少两个激光雷达接收探测信号从待检测区段反射的反射信号。
S103：处理装置根据至少两个激光雷达的反射信号判断接触网是否存在障碍物。
本实施例提供的接触网障碍物检测方法用于在如图1所示的接触网障碍物检测装置上执行，具有相同的实现方式及技术效果，不再赘述。
可选地，在上述实施例中，S103之后还包括：若判断接触网存在障碍物，处理装置向控制系统发出报警信号。
可选地，在上述实施例中的接触网障碍物检测方法还包括：处理装置还用于根据至少两个激光雷达的反射信号确定障碍物的特征。
可选地，在上述实施例中，报警信号还包括障碍物的特征；而障碍物的特征至少包括以下的一项或多项：接触网存在障碍物、障碍物的位置、障碍物的大小、障碍物在接触网上的长度、障碍物的移动方向、障碍物的移动速度和障碍物相对于轨道列车的距离。
可选地，在上述实施例中，报警信号包括至少两个报警级别；则处理装置向控制系统发出报警信号具体包括：处理装置根据障碍物的特征发送特征对应报警级别的报警信号。
可选地，在上述实施例中的接触网障碍物检测方法还包括：若判断接触网存在障碍物，处理装置向控制系统发出第一控制信号，第一控制信号用于控制轨道列车的受电弓在第一时间之前断开与接触网的连接；其中，处理装置根据障碍物在接触网上的位置和轨道列车的速度确定第一时间，第一时间为轨道列车到达障碍物的位置的时间。
可选地，在上述实施例中的接触网障碍物检测方法还包括：处理装置向控制系统发出第二控制信号，第二控制信号用于控制轨道列车的受电弓在第二时间之后恢复与接触网的连接；其中，处理装置根据障碍物在接触网上的位置和轨道列车的速度确定第二时间，第二时间为轨道列车离开障碍物的位置的时间。
可选地，在上述实施例中，S103具体包括：根据至少两个激光雷达的反射信号确定目标物体；若目标物体的移动方向与轨道列车的移动移动方向相反且目标物体的移动速度与轨道列车的移动速度相同，则处理装置判断目标物体为障碍物，并确定接触网存在障碍物。
可选地，在上述实施例中，S103具体包括：在连续N次通过至少两个激光雷达的反射信号判断接触网存在障碍物后，处理装置确定接触网存在障碍物。
本实施例提供的接触网障碍物检测方法用于在前述各实施例中的接触网障碍物检测装置上执行，具有相同的实现方式及技术效果，不再赘述。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储程序代码，当程序代码被执行时，以执行如上述实施例中任一的接触网障碍物检测方法。
本申请还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包含的程序代码被处理器执行时，实现如上述实施例中任一的接触网障碍物检测方法。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种接触网障碍物检测装置，其特征在于，包括：
设置在轨道列车上的处理装置和至少两个激光雷达，所述处理装置与每个所述激光雷达连接；
所述激光雷达用于向接触网的待检测区段发送探测信号，并接收所述探测信号从所述待检测区段反射的反射信号，所述待检测区段设置在所述轨道列车行驶方向前方的接触网上；
所述处理装置用于根据所述至少两个激光雷达的反射信号判断所述接触网是否存在障碍物。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理装置还通过所述轨道列车的列车总线连接所述轨道列车的控制系统；
所述处理装置还用于，若判断所述接触网存在障碍物，向所述控制系统发出报警信号。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述报警信号还包括所述障碍物的特征；
所述障碍物的特征至少包括以下的一项或多项：所述接触网存在障碍物、所述障碍物的位置、所述障碍物的大小、所述障碍物在所述接触网上的长度、所述障碍物的移动方向、所述障碍物的移动速度和所述障碍物相对于所述轨道列车的距离。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述报警信号包括至少两个报警级别；
所述处理装置具体用于根据所述障碍物的特征发送所述特征对应报警级别的报警信号。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述处理装置还用于，
若判断所述接触网存在障碍物，向所述控制系统发出第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述轨道列车的受电弓在第一时间之前断开与所述接触网的连接；其中，所述第一时间为所述轨道列车到达所述障碍物的位置的时间。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理装置还用于，
向所述控制系统发出第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述轨道列车的受电弓在第二时间之后恢复与所述接触网的连接；其中，所述第二时间为所述轨道列车离开所述障碍物的位置的时间。
7.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述处理装置具体用于，
根据所述至少两个激光雷达的反射信号确定目标物体；若所述目标物体的移动方向与所述轨道列车的移动移动方向相反且所述目标物体的移动速度与所述轨道列车的移动速度相同，则所述处理装置判断所述目标物体为障碍物，并确定所述接触网存在障碍物。
8.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述处理装置具体用于，
在连续N次通过所述至少两个激光雷达的反射信号判断所述接触网存在障碍物后，所述处理装置确定所述接触网存在障碍物，所述N≥2。
9.一种接触网障碍物检测方法，其特征在于，所述接触网障碍物检测方法应用于接触网障碍物检测装置，其中，接触网障碍物检测装置包括：设置在轨道列车上的处理装置和至少两个激光雷达，所述方法包括：
所述至少两个激光雷达向接触网的待检测区段发送探测信号，所述待检测区段设置在所述轨道列车行驶方向前方的接触网上；
所述至少两个激光雷达接收所述探测信号从所述待检测区段反射的反射信号；
所述处理装置根据所述至少两个激光雷达的反射信号判断所述接触网是否存在障碍物。
10.一种接触网障碍物检测装置，其特征在于，包括：
处理器和存储器；
所述存储器，用于存储程序；
所述处理器，用于调用所述存储器所存储的程序，以执行如权利要求9中所述的接触网障碍物检测方法。
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