CN110908003A - 基于无人驾驶的主动式障碍物探测系统 - Google Patents

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张帆
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Abstract

本发明提供的基于无人驾驶的主动式障碍物探测系统，包括：位于司机室的障碍物检测模块、和位于每节车厢两侧中部的二门防夹平台；障碍物检测模块包括1台数字高清摄像机和一台红外高清摄像机，两台摄像机实时同步拍摄图像发送至视频处理服务器进行异物侵限检测；视频处理服务器利用两台摄像机拍摄图像对，通过目标物体在图像对中的二维信息求解得出目标物体的三维信息，并进行异物确定和异物侵限危险度判别；二门防夹平台包括设置于车门两侧的半球高清摄像机，停车后拍摄列车车门和屏蔽门之间区域的照片并发送至视频处理服务器，视频处理服务器对二门空间内的ROI区域进行异物识别，从而避免在夹到异物的情况下列车依然开车。

Description

基于无人驾驶的主动式障碍物探测系统
技术领域
本发明涉及无人驾驶的主动式障碍物探测，属于轨道交通车辆控制技术领域。
背景技术
无人驾驶的地铁列车针对列车运行前方障碍物探测、二门防夹功能有特殊需求，并需要根据运用场景在司机室内和OCC进行报警和提示，同时将视频\图像存储并上传到OCC，供OCC远程调取现场图像。
经检索发现中国发明专利申请CN 109188460 A，公开了一种无人驾驶异物检测系统及方法，该系统包括：轨道探测单元，拍摄轨道图像，通过在轨道图像上实时追踪轨道轨迹来标定有效检测区域；障碍物探测单元，拍摄列车运行前方的图像，通过与标准轨道环境图像进行比对识别障碍物；雷达探测单元，用于定位所述障碍物探测单元所识别的障碍物与列车的距离；主控单元，基于检测结果向列车控制中心进行分级报警，并提供障碍物的可视图像。
该文献通过多种传感器技术融合检测，利用视觉传感设备代替司机向行车前方持续瞭望，通过图像识别技术提取障碍物特征，并通过雷达实现障碍物的定位，能够实现远距离检测并识别障碍物，提前报警车辆控制和故障排查提供反应时间。
然而其使用单个可见光相机拍摄列车运行前方的图像，其有效范围较近，并且必须结合雷达来确定是否存在障碍物，往往在障碍物靠近后才能发出告警，留给系统做出反应的时间较短。
发明内容
本发明的目的主要是针对上述现有技术的问题，提供一种基于无人驾驶的主动式障碍物探测系统，能够较早的对障碍物完成识别。
为了解决以上技术问题，本发明提供的基于无人驾驶的主动式障碍物探测系统，其特征在于包括：位于司机室的障碍物检测模块、视频处理服务器、位于每节车厢两侧中部的二门防夹平台，所述障碍物检测模块和二门防夹平台与视频处理服务器通信；所述障碍物检测模块包括1台数字高清摄像机和一台红外高清摄像机，两台摄像机实时同步拍摄图像发送至视频处理服务器进行异物侵限检测；视频处理服务器利用两台摄像机拍摄图像对，通过目标物体在图像对中的二维信息求解得出目标物体的三维信息，并进行异物确定和异物侵限危险度判别；所述二门防夹平台包括设置于车门两侧的半球高清摄像机，停车后拍摄列车车门和屏蔽门之间区域的照片并发送至视频处理服务器，视频处理服务器对二门空间内的ROI区域进行异物识别，从而避免在夹到异物的情况下列车依然开车。
本发明主动式障碍物探测控制系统，分为两个方面，第一个方面为列车实时运行中发现的前方障碍物的探测，第二方面为针对列车车门和屏蔽门之间的障碍物的探测。
前方障碍物探测利用两个摄像机从不同的位置拍摄两幅图像，通过目标物体在这两幅图像中的二维信息求解和推导出目标物体三维信息的方法。二维图像只能直观的表示目标物体的平面位置，无法知道物体的深度信息，但是通过双目立体视觉关键技术的求解，就可以获得明显的深度信息。双目立体视觉技术的研究首先需要建立不同的模型，常用的双目立体视觉模型有平行式立体视觉模型和汇聚式立体视觉模型。
本发明可根据具体场景应用需求推广到所有中高速城市无人驾驶轨道车辆上，可以极大提升无人驾驶的安全稳定性。
附图说明
图1是本发明基于无人驾驶的主动式障碍物探测系统结构图。
图2是本发明基于无人驾驶的主动式障碍物探测系统的远程通讯流程图。
具体实施方式
下面结合附图以六编组列车为例对本发明的实施方式做解释说明。
如图1所示， Tc车为带司机是的拖车，Mp车为带受电弓的动车 ,M车位不带受电弓的动车。
本实施例基于无人驾驶的主动式障碍物探测系统，包括：位于司机室的障碍物检测模块、视频处理服务器、位于每节车厢两侧中部的二门防夹平台，所述障碍物检测模块和二门防夹平台与视频处理服务器通信。
障碍物检测模块包括1台数字高清摄像机和一台红外高清摄像机，两台摄像机实时同步拍摄图像发送至视频处理服务器进行异物侵限检测；视频处理服务器利用两台摄像机拍摄图像对，通过目标物体在图像对中的二维信息求解得出目标物体的三维信息，并进行异物确定和异物侵限危险度判别。
二门防夹平台包括设置于车门两侧的半球高清摄像机，停车后拍摄列车车门和屏蔽门之间区域的照片并发送至视频处理服务器，视频处理服务器对二门空间内的ROI区域进行异物识别，从而避免在夹到异物的情况下列车依然开车。列车设置有车辆以太网络，二门防夹平台通过交换机接入车辆以太网，视频处理服务器接入车辆以太网。
如图所示的本实施例，列车具有两个司机室（分别位于TC车），每个司机室内设置有一台视频处理服务器，两台视频处理服务器通过通讯总线与TCMS通讯。视频服务器和列车的综合监控车载设备通信，综合监控车载设备通信通过wifi信道与OOC平台通信。司机室下方还设置有与视频处理服务器通讯的车底监控模块，用于对车下障碍物进行拍摄，视频处理服务器进行车下障碍物的识别。
视频处理服务器进行异物侵限检测的过程如下：
步骤1、背景图像提取及更新;
步骤2、图像区域分类；
步骤3、前景图像提取及分类；
步骤4、可疑前景危险度判别（异物确定）；——确定目标物体，通过目标物体在图像对中的二维信息求解得出目标物体的三维信息，并进行异物侵限危险度判别；
步骤5、如果异物侵限则报警。
主动式障碍物探测系统的远程通讯流程如图2所示，车地通讯借用综合监控系统的无线网络和OCC通信，司机眼系统和综合监控系统在车载和OCC分别有互联以太网接口。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于无人驾驶的主动式障碍物探测系统，其特征在于包括：位于司机室的障碍物检测模块、视频处理服务器、位于每节车厢两侧中部的二门防夹平台，所述障碍物检测模块和二门防夹平台与视频处理服务器通信；所述障碍物检测模块包括1台数字高清摄像机和一台红外高清摄像机，两台摄像机实时同步拍摄图像发送至视频处理服务器进行异物侵限检测；视频处理服务器利用两台摄像机拍摄图像对，通过目标物体在图像对中的二维信息求解得出目标物体的三维信息，并进行异物确定和异物侵限危险度判别；所述二门防夹平台包括设置于车门两侧的半球高清摄像机，停车后拍摄列车车门和屏蔽门之间区域的照片并发送至视频处理服务器，视频处理服务器对二门空间内的ROI区域进行异物识别，从而避免在夹到异物的情况下列车依然开车。
2.根据权利要求1所述的基于无人驾驶的主动式障碍物探测系统，其特征在于：列车具有两个司机室，每个司机室内设置有一台视频处理服务器，两台视频处理服务器通过通讯总线与TCMS通讯。
3.根据权利要求1所述的基于无人驾驶的主动式障碍物探测系统，其特征在于：所述视频服务器和列车的综合监控车载设备通信，综合监控车载设备通信通过wifi信道与OOC平台通信。
4.根据权利要求1所述的基于无人驾驶的主动式障碍物探测系统，其特征在于：司机室下方还设置有与视频处理服务器通讯的车底监控模块，用于对车下障碍物进行拍摄，视频处理服务器进行车下障碍物的识别。
5.根据权利要求1所述的基于无人驾驶的主动式障碍物探测系统，其特征在于：列车设置有车辆以太网络，所述二门防夹平台通过交换机接入车辆以太网，视频处理服务器接入车辆以太网。
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