CN114379596B - 列车门和站台门之间的间隙中异物的检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种列车门和站台门之间的间隙中异物的检测装置及检测方法，检测装置包括邻近站台门的顶部设置的箱体；光源，设于箱体内，光源发射光线的方向朝向防踏空装置；相机，设于箱体内，相机采集光源照射到防踏空装置或异物上的图像；图像处理主机，输入端与相机通信连接，图像处理主机能够根据相机采集的图像判断列车门和站台门之间的间隙内是否有异物以及计算异物的高度；移动端，移动端能够读取图像处理主机的信息并显示视频信息，且在图像处理主机计算间隙中异物高度超过设定值的情况下，移动端能够读取图像处理主机的信息并发出报警信号。这样工作人员能够对安全隐患程度较高的车厢优先处理，提高了列车运行的安全性。

Description

列车门和站台门之间的间隙中异物的检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于轨道交通安全技术领域，具体涉及一种列车门和站台门之间的间隙中异物的检测装置及检测方法。

背景技术

地铁的列车门与站台之间通常会设有站台门，以防止乘客意外坠落到地铁列车轨道上。考虑到门体变形以及列车的安全运行等因素，列车门与站台门之间具有一定的间隙，由于该间隙的存在，当列车发出关门信号，列车门警示灯亮时，因列车门和站台门的关门顺序为先关列车门、再关站台门，在列车门已经关闭的情况下，乘客若未及时退出站台门外，则会被夹在列车门和站台门之间的空隙内，如此乘客上下车就容易发生身体或物品被夹住的情况，若此时列车员未注意到这种情况的发生，会给列车运行及乘客安全带来极大的危险。

为了防止人员或物品被夹住，列车车厢的两扇门之间通常安装有红外发射装置和红外接收装置，使得两扇门之间形成一道红外光幕，若红外接收装置没有接收到红外发射装置发出的信号，则说明两扇门之间有异物存在。但是这种检测方法无法检测到体积较小的异物的存在，例如小背包、雨伞等，且这种检测方式只能检测到车厢的两扇门之间是否有异物，无法检测出列车门与屏蔽门之间是否有异物以及异物的高度。

电梯轿门和列车门有一定的相似之处，如专利号为CN201310298267.9(公开号为CN103373660A)的中国发明专利申请公开的《一种电梯防夹装置》，其包括电梯轿门控制模块，还包括红外一字线激光器、摄像头以及图像处理模块，以电梯轿门与厅门之间的区域为目标区域。其中，红外一字线激光器发射的激光覆盖目标区域；摄像头采集目标区域的激光图像，获得目标图像；图像处理模块检测目标图像是否包含异物光斑，从而判断目标区域是否存在异物，进而获得检测结果；电梯轿门控制模块根据检测结果向电梯轿门发送控制信号。

该防夹装置根据激光光斑的亮度来判断是否存在异物，目的是为了防止电梯门关闭时夹住细小异物而未识别，如手指绳子等小物体，而在轨道交通领域，通常是夹人或大件的行李时容易对列车的运行造成安全隐患，对于小件物体安全隐患相对来说小一些，而一节列车通常有多节车厢，站台工作人员不可能同时对多节车厢的报警信息进行处理查看，如果工作人员优先处理了夹持小件物体的车厢、而未及时处理夹持大件物体的车厢，极易造成安全事故。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种便于工作人员优先处理安全隐患大的车厢情况的列车门和站台门之间的间隙中异物的检测装置。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种上述列车门和站台门之间的间隙中异物的检测装置的检测方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种列车门和站台门之间的间隙中异物的检测装置，所述列车门和站台门之间的间隙中还设有防踏空装置，其特征在于：该检测装置包括

箱体，安装在站台门的朝向列车门的壁面上，且该箱体位于防踏空装置的上方并邻近站台门的顶部设置；

光源，设于箱体内，所述光源发射光线的方向朝向防踏空装置，在间隙中有异物的情况下，所述光源照射到异物上，在间隙中没有异物的情况下，所述光源照射到防踏空装置上；

相机，设于箱体内，所述相机采集光源照射到防踏空装置或异物上的图像，所述相机和光源在水平方向上具有间距M；

图像处理主机，输入端与相机通信连接，图像处理主机能够根据相机采集的图像判断列车门和站台门之间的间隙内是否有异物以及计算异物的高度；

移动端，所述移动端与图像处理主机的输出端通信连接，所述移动端能够读取图像处理主机的信息并显示视频信息，且在图像处理主机计算间隙中异物高度超过设定值的情况下，所述移动端能够读取图像处理主机的信息并发出报警信号。

优选地，所述相机的摄像头为红外摄像头，不仅能拍摄相应波段的激光，还可以拍摄正常的彩色视频画面，以提高工作人员对异物的判断结果的准确度。

优选地，所述光源为线激光。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种上述列车门和站台门之间的间隙中异物的检测装置的检测方法，其特征在于：光源朝向防踏空装置发射光线，相机采集光源照射在列车门和站台门之间的间隙中形成的图像，若相机采集的图像为一条直线，则图像处理主机判断列车门和站台门之间的间隙内无异物，所述移动端读取图像处理主机的信息并显示视频信息；

若所述相机采集的图像中的直线局部发生偏移从而在前述直线上形成有缺口，则图像处理主机判断列车门和站台门之间的间隙内存在异物，所述移动端读取图像处理主机的信息并显示视频信息，且图像处理主机计算异物的高度，在图像处理主机计算间隙中异物高度超过设定值的情况下，所述移动端读取图像处理主机的信息并发出报警信号。

在上述方案中，具体计算异物高度的方法为：

在有异物的情况下线激光器照射在异物表面的点为A点，在没有异物的情况下线激光器照射在防踏空装置上的点为B点，A点和B点之间的垂直距离X即为异物的高度，A点在相机成像平面上的点为A’，B点在相机成像平面上的点是B’，相机的镜头透镜中心记为O点，相机常数为Kc，相机镜头焦距为f，A’和B’之间的直线距离为y(y为相机中成像的高度(像素))，L为镜头距离目标物的距离，当相机与线激光器的位置固定时，L，f均为固定值。

为了使得光源与相机良好的配合，能够准确的通过三角测距原理计算异物的高度，且保证检测装置与车门之间的安全间隙a，所述列车门和站台门之间的间隙距离为D，(D-a)>M，a＝5～6cm。

为了保证光源能照射到防踏空装置或异物上，相机的视场角能覆盖站台门和车门的开度范围，采集到防踏空装置和异物上的图像，所述光源与防踏空装置之间的垂直距离以及相机与防踏空装置之间的垂直距离均大于2米。

与现有技术相比，本发明的优点：本发明通过设置光源和相机，光源能够发射光线至防踏空装置或异物上，相机能采集防踏空装置或异物上的图像，图像处理主机可以根据相机采集到的图像判断站台门和列车门之间的间隙内是否有异物，若有异物则反馈至移动端待工作人员处理，否则此时若列车开走存在危险隐患，本发明在图像识别处理的基础上增加线激光辅助检测提高检测准确率，降低误判率；并且在有异物的情况下，光源、相机、异物能够基于三角测距原理，使得图像处理主机计算异物的高度，根据异物的高度，站台工作人员可以优先处理高度较高的异物所在的车厢的情况，决定是否停车；然后再去处理高度较低的异物所在的车厢的情况，决定是否停车，这样工作人员能够对安全隐患程度较高的车厢优先处理，提高了列车运行的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的检测装置的剖视图；

图2为相机采集到的图像；

其中(a)为无异物时的图像；

(b)为异物高度为10cm时的图像；

(c)为异物高度为30cm时的图像；

(d)为异物高度为50cm时的图像；

(e)为异物高度为100cm时的图像；

(f)为异物高度为150cm时的图像；

图3为相机、线激光器、防踏空装置、异物的侧视示意图；

图4为列车门、站台门、检测装置的示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图3、4所示，在轨道交通技术领域，如地铁站等，列车门7与站台门6之间具有一定的间隙，该间隙中设有防踏空装置4(比如防踏空胶条)，以防止乘客踩空造成安全事故。另外，由于该间隙的存在，当列车发出关门信号，列车门7警示灯亮时，乘客上下车就容易发生身体或物品被夹住的情况，若此时列车员未注意到这种情况的发生，会给列车运行及乘客安全带来极大的危险，为了防止人员或物品被夹住，需设置能检测间隙内是否有异物5(如人或物品)的检测装置。

如图1所示，本优选实施例的列车门7和站台门6之间的间隙中异物的检测装置包括箱体1、光源、相机2、图像处理主机以及移动端。本实施例中，光源采用线激光器3，当然也可采用其他能发出线状光线的光源。

箱体1位于防踏空装置4的上方，线激光器3设于箱体1内，线激光器3发射激光的方向朝向防踏空装置4，在有异物5时，线激光器3的激光照射到异物5上(见图3中的A点)，在无异物5时，线激光器3的激光照射到防踏空装置4上(见图3中的B点)。

相机2设于箱体1内，相机2能采集防踏空装置4或异物5上的图像，本实施例中，相机2的摄像头为红外摄像头，此种摄像头不仅能拍摄相应波段(波长为940nm)的激光，还可以拍摄正常的彩色视频画面，以提高工作人员对异物5的判断结果的准确度。当然，也可不使用红外摄像头，比如采用窄带摄像头+普通摄像头的方式；相机能够拍摄的激光波长也不局限域于940nm，也可以用其他波段的红外线代替。

如图4所示，箱体1安装在站台门6的朝向列车门7的壁面上，且该箱体1邻近站台门6的顶部设置。如图1、4所示，箱体1的左侧壁通过连接件11安装在站台门6上，线激光器3位于防踏空装置4上方并靠近站台门6，相机2位于线激光器3和列车门7之间，箱体1的底壁上开设有供线激光器3的光射出的透光孔以及与相机2的摄像头相对的通孔，以使得相机2能够对站台门6和列车门7之间的间隙中的防踏空装置4或异物5进行拍照。

为了保证线激光器3能照射到防踏空装置4和异物5上，相机2能够采集到防踏空装置4和异物5上的图像，线激光器3与防踏空装置4之间的垂直距离以及相机2与防踏空装置4之间的垂直距离均大于2米。为了使得线激光器3与相机2良好的配合，能够通过三角测距原理计算异物5的高度，相机2和线激光器3在水平方向上具有间距M，列车门7和站台门6之间的间隙距离为D，(D-a)>M，a＝5～6cm，a为安全距离。

图像处理主机的输入端与相机2通信连接，图像处理主机能够根据相机2采集的图像判断列车门7和站台门6之间的间隙内是否有异物5以及能计算异物5的高度。

图像处理主机的输出端与移动端通信连接，移动端能够读取图像处理主机的信息并显示视频信息，当异物的高度超过设定值(如10cm)时，图像处理主机能将异物5信息通过以太网向移动端进行报警并实时传输视频信息，此时可以通过控制器将列车强制停下，也可以站台工作人员在站台局域网覆盖的任何区域通过查看移动端的实时视频信息，进行确认和查询后再做决策，决定是否停车，如此确保运营安全，提高运营效率；当异物的高度低于设定值(如10cm)时，此时异物较小，则图像处理主机不会发送报警信息给移动端，但会发送视频信息给移动端，工作人员在处理完有报警信息的车厢后，可以根据视频信息决定未收到报警信息的车厢停车或继续开车。移动端比如可以为手机等，报警信息通过扬声器或相应的图标信息发出。

图像处理主机判断是否存在异物5的以及计算异物5高度的方法如下：

光源朝向防踏空装置4发射光线，相机2采集光源照射在列车门7和站台门之间的间隙中形成的图像，若相机2采集的图像为一条直线，如图2(a)所示，则图像处理主机判断列车门7和站台门6之间的间隙内无异物5，移动端读取图像处理主机的信息并显示视频信息；

若相机2采集的图像中的直线局部发生偏移从而在前述直线上形成有缺口，，如图2(b-f)所示则图像处理主机判断列车门7和站台门6之间的间隙内存在异物5，移动端读取图像处理主机的信息并显示视频信息，且图像处理主机计算异物5的高度，在图像处理主机计算间隙中异物5高度超过设定值的情况下，移动端读取图像处理主机的信息并发出报警信号。

图像处理主机计算异物5的高度的具体计算方法为：

如图3所示，在有异物5的情况下线激光器3照射在异物5表面的点为A点，在没有异物5的情况下线激光器3照射在防踏空装置4上的点为B点，A点和B点之间的垂直距离X即为异物5的高度，A点在相机2成像平面上的点为A’，B点在相机2成像平面上的点是B’，相机2的镜头透镜中心记为O点，相机2常数为Kc，相机2镜头焦距为f，A’和B’之间的直线距离为y(y为相机2中成像的高度(像素))，L为镜头距离目标物的距离，当相机2与线激光器3的位置固定时，L，f均为固定值。

为便于快速的计算异物5的高度：

K＝k₁Kc，K即异物在相机成像上的高度与实际高度的线性关系比例，X＝Ky，异物的高度X与异物在图像上的成像高度y为线性比例关系，因此，在实际应用中，当装置安装完成好后，采取拟合法计算异物的高度更为准确，如：

放置高度X＝20cm的异物时，从图片上可以得出成像高度为y＝6(像素值)；

放置高度X＝30cm的异物时，从图片上可以得出成像高度为y＝9(像素值)；

放置高度X＝50cm的异物时，从图片上可以得出成像高度为y＝15(像素值)；

放置高度X＝100cm的异物时，从图片上可以得出成像高度为y＝30(像素值)；

综上计算取平均值可得，此时的线性比例为K＝3.33；

因此X＝3.33y。这样在后续计算异物5高度时，直接根据该高度计算即可，便捷准确。

图2(b-f)分别表示异物5距离地面高度为10cm、30cm、50cm、100cm、150cm时的图像，异物5存在的地方光线成像高度发生变化,导致光线位置局部发生偏移形成缺口。异物5距离地面越高，图像特征越明显。

在此说明下，线激光器3发射的光源呈扇形，自上而下俯视看，线激光器3照射在防踏空装置4或异物5上的图像均呈线状(如图2所示)，从侧视方向看，线激光器3照射在防踏空装置4或异物5上的图像均呈点状(A点和B点)(如图3所示)。

Claims (7)

1.一种列车门和站台门之间的间隙中异物的检测装置，所述列车门和站台门之间的间隙中还设有防踏空装置(4)，其特征在于：该检测装置包括

箱体(1)，安装在站台门的朝向列车门的壁面上，且该箱体(1)位于防踏空装置(4)的上方并邻近站台门的顶部设置；

光源，设于箱体(1)内，所述光源发射光线的方向朝向防踏空装置(4)，在间隙中有异物的情况下，所述光源照射到异物(5)上，在间隙中没有异物(5)的情况下，所述光源照射到防踏空装置(4)上；

相机(2)，设于箱体(1)内，所述相机(2)采集光源照射到防踏空装置(4)或异物(5)上的图像，所述相机(2)和光源在水平方向上具有间距M；

图像处理主机，输入端与相机(2)通信连接，图像处理主机能够根据相机(2)采集的图像判断列车门和站台门之间的间隙内是否有异物(5)以及计算异物(5)的高度；

移动端，所述移动端与图像处理主机的输出端通信连接，所述移动端能够读取图像处理主机的信息并显示视频信息，且在图像处理主机计算间隙中异物(5)高度超过设定值的情况下，所述移动端能够读取图像处理主机的信息并发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述相机(2)的摄像头为红外摄像头。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述光源为线激光器(3)。

4.一种权利要求1～3中任一权利要求所述的列车门和站台门之间的间隙中异物的检测装置的检测方法，其特征在于：光源朝向防踏空装置发射光线，相机采集光源照射在列车门和站台门之间的间隙中形成的图像，若相机(2)采集的图像为一条直线，则图像处理主机判断列车门和站台门之间的间隙内无异物(5)，所述移动端读取图像处理主机的信息并显示视频信息；

若所述相机(2)采集的图像中的直线局部发生偏移从而在前述直线上形成有缺口，则图像处理主机判断列车门和站台门之间的间隙内存在异物(5)，所述移动端读取图像处理主机的信息并显示视频信息，且图像处理主机计算异物(5)的高度，在图像处理主机计算间隙中异物(5)高度超过设定值的情况下，所述移动端读取图像处理主机的信息并发出报警信号。

5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于：

图像处理主机计算异物(5)是否超过设定大小的估算方法为：

将可接受最大异物放置于异物检测装置下，获取异物检测图像，计算此时激光缺口上浮的线段位置像素高度，并标定为阈值高度W，若检测到的异物上浮的线段位置像素高度X高于此高度，即X>W，则判定异物高度超过设定值并触发报警。

6.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于：所述列车门和站台门之间的间隙距离为D，(D-a)>M，a＝5～6cm。

7.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于：所述光源与防踏空装置(4)之间的垂直距离以及相机(2)与防踏空装置(4)之间的垂直距离均大于2米。