CN114633782A - 铁路平交道口的火车来临预警方法、装置、设备及介质 - Google Patents

铁路平交道口的火车来临预警方法、装置、设备及介质 Download PDF

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CN114633782A CN202210334161.9A CN202210334161A CN114633782A CN 114633782 A CN114633782 A CN 114633782A CN 202210334161 A CN202210334161 A CN 202210334161A CN 114633782 A CN114633782 A CN 114633782A
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姜振
李可可
张小冬
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Abstract

本发明实施例公开了一种铁路平交道口的火车来临预警方法、装置、设备及介质。其中，该方法包括：接收由所述毫米波雷达检测到的动态目标的雷达探测数据；若所述雷达探测数据满足第一预设条件，则基于所述探测数据提取聚类跟踪点的集合；若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车；向所述预警设备发出火车来临预警信息。本技术方案，通过毫米波雷达主动式探测动态目标的数据，能够根据速度数据和/或距离数据确定动态目标为火车，提供火车来临预警功能，提高了通行效率。

Description

铁路平交道口的火车来临预警方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及铁路交通安全技术领域，尤其涉及一种铁路平交道口的火车来临预警方法、装置、设备及介质。
背景技术
随着社会经济发展，机动车辆猛增，铁路道口交通安全隐患凸显。近年来日趋严重的铁路道口事故已引起有关部门的密切关注。
目前对于铁路道口安全管理上，只是针对特别重要的干线、闹市区、人流车流比较大的地方实行有人值守管控交通通行。其中大部分地区还是实行无人值守现状，其中受多方面因素影响如：管理成本、沿线火车班次少、路段人流车流小等因素。
然而，无人值守带来一个问题就是车辆驾驶员或交通参与者不清楚火车什么时候要经过，只能通过行人或驾驶员自行洞察有无火车通过，这样给道口交通安全带来很大隐患；而有人值守目前多数通过无线电，电话通讯和火车时间班次表，来判断火车当前位置情况，但是如果班次延迟、临时火车调动等因素，无法实时监控有无来车。有些道口无法精准判断火车到达时间，为了安全起见在火车到来前十五分钟甚至二十分钟以上就关闭了道口，大大降低了通行效率，导致交通拥堵。
发明内容
本发明提供了一种铁路平交道口的火车来临预警方法、装置、设备及介质，通过毫米波雷达主动式探测动态目标的数据，能够根据速度数据以及距离数据确定动态目标为火车，提供火车来临预警功能，提高了通行效率。
根据本发明的一方面，提供了一种铁路平交道口的火车来临预警方法，所述方法由控制设备执行，所述控制设备与设置在铁路平交道口预设距离处的毫米波雷达连接，还与设置在铁路平交道口处的预警设备连接；所述方法包括：
接收由所述毫米波雷达检测到的动态目标的雷达探测数据；
若所述雷达探测数据满足第一预设条件，则基于所述探测数据提取聚类跟踪点的集合；
若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车；
向所述预警设备发出火车来临预警信息。
可选的，所述雷达探测数据包括雷达散射截面积值；
若所述雷达探测数据满足第一预设条件，则基于所述探测数据提取聚类跟踪点的集合，包括：
若所述雷达散射截面积值超过预设截面积阈值，则对所述雷达探测数据进行聚类处理，获取探测目标的聚类跟踪点。
可选的，若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车，包括：
获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离值；
根据所述相邻聚类跟踪点的距离值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离均值；
基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述距离值和所述距离均值，确定聚类跟踪点距离方差；
若所述聚类跟踪点距离方差小于预设距离方差，则确定动态目标为火车。
可选的，若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车，包括：
获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差值；
根据所述相邻聚类跟踪点的速度差值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差均值；
基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述速度差值和所述速度差均值，确定聚类跟踪点速度方差；
若所述聚类跟踪点速度方差小于预设速度方差，则确定动态目标为火车。
可选的，若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车，包括：
获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离值；根据所述相邻聚类跟踪点的距离值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离均值；基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述距离值和所述距离均值，确定聚类跟踪点距离方差；
获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差值；根据所述相邻聚类跟踪点的速度差值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差均值；基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述速度差值和所述速度差均值，确定聚类跟踪点速度方差；
若所述聚类跟踪点距离方差小于预设距离方差，且所述聚类跟踪点速度方差小于预设速度方差，则确定动态目标为火车。
可选的，所述聚类跟踪点距离方差采用如下公式确定：
Figure BDA0003573958210000031
Figure BDA0003573958210000032
Figure BDA0003573958210000033
其中，Δdi为相邻两个聚类跟踪点的距离值，
Figure BDA0003573958210000041
为相邻聚类跟踪点的距离均值，Td为预设距离方差。
可选的，所述聚类跟踪点速度方差采用如下公式确定：
Figure BDA0003573958210000042
Δvi＝vi-vi-1；
Figure BDA0003573958210000043
其中，Δvi为相邻两个聚类跟踪点的径向速度差值，
Figure BDA0003573958210000044
为聚类跟踪点的径向速度差均值，Tv为预设速度方差。
根据本发明的另一方面，提供了一种铁路平交道口的火车来临预警装置，所述装置配置于控制设备，所述控制设备与设置在铁路平交道口预设距离处的毫米波雷达连接，还与设置在铁路平交道口处的预警设备连接；所述装置包括：
数据接收模块，用于接收由所述毫米波雷达检测到的动态目标的雷达探测数据；
数据提取模块，用于若所述雷达探测数据满足第一预设条件，则基于所述探测数据提取聚类跟踪点的集合；
动态目标确定模块，用于若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车；
预警信息发出模块，用于向所述预警设备发出火车来临预警信息。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的铁路平交道口的火车来临预警方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的铁路平交道口的火车来临预警方法。
本发明实施例的技术方案，通过接收由所述毫米波雷达检测到的动态目标的雷达探测数据；若所述雷达探测数据满足第一预设条件，则基于所述探测数据提取聚类跟踪点的集合；若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车；向所述预警设备发出火车来临预警信息。本技术方案，通过毫米波雷达主动式探测动态目标的数据，能够根据速度数据和/或距离数据确定动态目标为火车，提供火车来临预警功能，提高了通行效率。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例一提供的一种铁路平交道口的火车来临预警方法的流程图；
图2是根据本发明实施例二提供的一种铁路平交道口的火车来临预警方法的流程图；
图3是根据本发明实施例三提供的一种铁路平交道口的火车来临预警装置的结构示意图；
图4是根据本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，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”“目标”等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。
实施例一
图1是根据本发明实施例一提供的一种铁路平交道口的火车来临预警方法的流程图，本实施例可适用于对铁路平交道口的火车进行来临预警的情况，该方法可以由铁路平交道口的火车来临预警装置来执行，该铁路平交道口的火车来临预警装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该铁路平交道口的火车来临预警装置可配置于具有数据处理能力的电子设备中。如图1所示，该方法包括：
S110，接收由所述毫米波雷达检测到的动态目标的雷达探测数据。
本实施例中的技术方案可以由控制设备执行。其中，控制设备与设置在铁路平交道口预设距离处的毫米波雷达连接，还与设置在铁路平交道口处的预警设备连接。预警设备可以用于发出预警信息。本实施例中控制设备通过毫米波雷达检测动态目标的雷达探测数据，控制设备根据雷达探测数据确定动态目标为火车时，向预警设备发出火车来临预警信息，从而提高了通行效率。
其中，毫米波雷达可以用来实时检测安装位置范围内的动态目标的雷达探测数据。毫米波雷达可以设置在铁路平交道口预设距离处，与控制设备连接。预设距离可以根据火车速度和预估火车到达时间长短的需求进行设置；若需要更早提前预估火车到达时间，毫米波雷达设备就需要安装距离铁路平交道口更远的位置。示例性的，预设距离可以是距离铁路平交道口5-10公里内。毫米波雷达可以是一个，也可以是多个，可以根据实际需求进行安装设置。
本实施例中根据毫米波雷达的安装位置，对其检测的区域进行筛选，可以根据铁轨相对雷达的坐标关系，对铁轨区域检测到的数据做处理。本实施例中可以通过毫米波雷达实时监控有无火车以及火车的速度，并根据当前雷达安装位置到铁路道口位置距离，预估火车到达时间，将火车位置、速度以及预估火车到达时间等信号发送到控制设备中，从而能够给道口的交通参与者提供火车即将来临预警信号，并且控制设备还可以设置联动平交道口道闸杆开闭和提供道口声光预警等功能，从而满足铁路道口全天候安全保障需要。
其中，动态目标可以是毫米波雷达检测范围内的运动状态在发生变化的目标。示例性的，动态目标可以是人、动物、雨雪以及火车等动态目标。雷达探测数据可以是毫米波雷达探测到是动态目标的数据；雷达探测数据包括雷达散射截面积值(简称RCS，RadarCross-Section)。
本实施例中控制设备接收由毫米波雷达在其安装位置的检测范围内检测到的动态目标的雷达探测数据。
S120，若所述雷达探测数据满足第一预设条件，则基于所述探测数据提取聚类跟踪点的集合。
其中，第一预设条件可以是对雷达探测数据中的雷达散射截面积值设置的条件，可以设置RCS值大于设定的某个值才会提取目标数据，还可以根据实际需求进行设置。由于毫米波雷达对于金属目标探测比较敏感，雷达散射截面积RCS值比较大；一般情况下，人、动物以及雨雪的RCS值要远远小于火车的RCS。所以，第一预设条件可以是雷达散射截面积值超过预设截面积阈值。聚类跟踪点可以是火车在毫米波雷达中的探测结果形成一排聚类跟踪点。聚类跟踪点可以根据对雷达探测数据进行聚类处理形成的聚类跟踪点。例如，可以对雷达探测数据设置以5m为一个波门的聚类跟踪点。其中，聚类跟踪点可以包括各个聚类跟踪点的距离数据和速度数据，聚类跟踪点雷达方向不动。
本实施例中控制设备接收的雷达探测数据若是满足第一预设条件，可以是满足雷达散射截面积值超过预设截面积阈值，则基于探测数据提取聚类跟踪点的集合。
S130，若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车。
其中，距离数据可以是各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离值。速度数据可以是各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差值。第二预设条件可以是预先对各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据设置的条件。本实施例中第二预设条件可以设置为对相邻聚类跟踪点的计算获得的距离的方差值和/或速度方差值小于预设值，还可以根据实际需求进行设置。
本实施例中根据火车返回目标的聚类跟踪点特征：同一火车返回的径向速度基本相同、返回的相邻聚类跟踪点间距大致相同。而场景中其他动态目标(如机动车和非机动车)返回的聚类跟踪点一方面返回点很少，另一方面如果是有很多动态目标点的话，因为不是同一个目标返回的，点与点之间间距和速度差别也很明显。
本实施例中控制设备根据对雷达探测数据进行聚类处理形成的聚类跟踪点，若各聚类跟踪点中的相邻聚类跟踪点的计算获得的距离的方差值和/或速度方差值满足小于预设值，则确定动态目标为火车。
S140，向所述预警设备发出火车来临预警信息。
其中，预警设备可以用于发出预警信息。预警信息可以是火车来临的信息，可以包括火车即将到达时间、速度以及距离等信息。本实施例中还可以设置火车即将到达语音提示预警功能，例如发出语音提示“火车来了”，控制红绿灯状态，然后控制设备控制道闸杆闭合和打开信号，大屏展示火车即将到达时间、速度以及距离信息等。
本实施例中控制设备确定动态目标为火车时，向与设置在铁路平交道口处的预警设备发出火车来临预警信息。
本发明实施例的技术方案，通过接收由所述毫米波雷达检测到的动态目标的雷达探测数据；若所述雷达探测数据满足第一预设条件，则基于所述探测数据提取聚类跟踪点的集合；若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车；向所述预警设备发出火车来临预警信息。本技术方案，通过毫米波雷达主动式探测动态目标的数据，能够根据速度数据和/或距离数据确定动态目标为火车，提供火车来临预警功能，提高了通行效率。
实施例二
图2是根据本发明实施例二提供的一种铁路平交道口的火车来临预警方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行优化。具体优化为：所述雷达探测数据包括雷达散射截面积值；若所述雷达探测数据满足第一预设条件，则基于所述探测数据提取聚类跟踪点的集合，包括：若所述雷达散射截面积值超过预设截面积阈值，则对所述雷达探测数据进行聚类处理，获取探测目标的聚类跟踪点。
如图2所示，本实施例的方法具体包括如下步骤：
S210，接收由所述毫米波雷达检测到的动态目标的雷达探测数据。
其中，雷达雷达探测数据包括雷达散射截面积值。RCS：Radar Cross-Section(雷达散射截面积)雷达目标和散射的能量可以表示为一个有效面积和入射功率密度的乘积，这个面积通常称为雷达散射截面积。
RCS值是雷达散射面积的值，指的是目标辐射等效面积σ，等于目标总的后向散射功率P与雷达发射机在目标处的入射功率密度Q之比。
本实施例中毫米波雷达对于金属目标探测比较敏感，雷达散射截面积RCS值比较大。而且由于金属目标无法透过，毫米波雷达探测返回的效果更好。
S220，若所述雷达散射截面积值超过预设截面积阈值，则对所述雷达探测数据进行聚类处理，获取探测目标的聚类跟踪点。
其中，预设截面积阈值可以是预先对于雷达散射截面积值设置的阈值，可以根据实际需求进行设置。本实施例中可以根据火车的雷达散射截面积值进行设置预设截面积阈值。聚类处理可以是指对雷达探测数据按照聚类波门的设置进行处理。探测目标可以是毫米波雷达探测到的动态目标。聚类跟踪点可以是对雷达探测数据进行聚类处理获得的。
本实施例中控制设备接收到的雷达探测数据，若雷达散射截面积值超过预设截面积阈值，则对雷达探测数据进行按照聚类的设置进行处理，获取探测目标的聚类跟踪点。
S230，若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车。
S240，向所述预警设备发出火车来临预警信息。
本发明实施例的技术方案，通过接收由所述毫米波雷达检测到的动态目标的雷达探测数据；若所述雷达散射截面积值超过预设截面积阈值，则对所述雷达探测数据进行聚类处理，获取探测目标的聚类跟踪点；若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车；向所述预警设备发出火车来临预警信息。本技术方案，通过毫米波雷达主动式探测动态目标的数据，能够根据速度数据和/或距离数据确定动态目标为火车，提供火车来临预警功能，提高了通行效率。
在本实施例中，可选的，若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车，包括：获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离值；根据所述相邻聚类跟踪点的距离值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离均值；基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述距离值和所述距离均值，确定聚类跟踪点距离方差；若所述聚类跟踪点距离方差小于预设距离方差，则确定动态目标为火车。
其中，相邻聚类跟踪点可以是各聚类跟踪中相邻的聚类跟踪点，可以根据聚类设置的波门进行确定。距离值可以是根据聚类跟踪点的特征，计算得到相邻两个聚类跟踪点的距离值。距离均值可以根据相邻聚类跟踪点的距离值计算得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离平均值。聚类跟踪点距离方差可以得到的距离值和距离均值进行计算得到的。预设距离方差可以根据波门或者聚类效果来设置，可以是米的数量级，还可以根据实际需求进行设置的。
本实施例中控制设备获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离值，根据相邻两个聚类跟踪点的距离值计算得到相邻两个聚类跟踪点的距离均值，然后根据相邻两个聚类跟踪点的距离值和距离均值计算得到聚类跟踪点的距离方差值；如果距离跟踪点距离方差小于预设距离方差，则确定动态目标为火车。
本方案通过这样的设置，能够基于火车聚类跟踪点特征和火车运行特征，通过求得探测到聚类跟踪点的距离方差值来判断聚类跟踪点的离散程度，滤除干扰物确认聚类跟踪点为火车返回的目标，从而确定动态目标对象，更加准确。
在本实施例中，可选的，若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车，包括：获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差值；根据所述相邻聚类跟踪点的速度差值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差均值；基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述速度差值和所述速度差均值，确定聚类跟踪点速度方差；若所述聚类跟踪点速度方差小于预设速度方差，则确定动态目标为火车。
其中，速度差值可以是根据聚类跟踪点的特征，得到各聚类跟踪点中相邻两个聚类跟踪点的径向速度差值。速度差均值可以是根据相邻聚类跟踪点的速度差值得到各聚类跟踪点中相邻两个点的速度差值的平均值。聚类跟踪点速度方差可以是根据得到的各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差值和速度差均值计算得到的速度方差值。预设速度方差可以是预先设置的速度方差值，可以根据实际需求进行设置。此外，本实施例中的预设速度方差值比预设距离方差设置的级别应该更小。
本实施例中控制设备获取各聚类跟踪点中相邻两个聚类跟踪点的速度差值，根据相邻两个聚类跟踪点的速度差值得到个聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差均值，然后根据得到的各聚类跟踪点的速度差值和速度差均值，计算得到聚类跟踪点的速度方差值，如果聚类跟踪点速度方差值小于预设速度方差，则确定动态目标为火车。
本方案通过这样的设置，能够基于火车聚类跟踪点特征和火车运行特征，通过求得探测到聚类跟踪点速度差的方差值来判断聚类跟踪点的离散程度，滤除干扰物确认聚类跟踪点为火车返回的目标，从而确定动态目标对象，更加准确。
在本实施例中，可选的，若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车，包括：获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离值；根据所述相邻聚类跟踪点的距离值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离均值；基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述距离值和所述距离均值，确定聚类跟踪点距离方差；获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差值；根据所述相邻聚类跟踪点的速度差值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差均值；基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述速度差值和所述速度差均值，确定聚类跟踪点速度方差；若所述聚类跟踪点距离方差小于预设距离方差，且所述聚类跟踪点速度方差小于预设速度方差，则确定动态目标为火车。
本实施例中控制设备获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离值和速度差值，根据相邻两个聚类跟踪点的距离值计算得到相邻两个聚类跟踪点的距离均值以及根据相邻两个聚类跟踪点的速度差值得到个聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差均值，然后根据相邻两个聚类跟踪点的距离值和距离均值计算得到聚类跟踪点的距离方差值以及根据得到的各聚类跟踪点的速度差值和速度差均值计算得到聚类跟踪点的速度方差值；如果距离跟踪点距离方差小于预设距离方差且聚类跟踪点速度方差小于预设速度方差，则确定动态目标为火车。
本方案通过这样的设置，能够基于火车聚类跟踪点特征和火车运行特征，通过求得探测到聚类跟踪点的距离方差值来判断聚类跟踪点的离散程度以及通过求得探测到聚类跟踪点速度差的方差值来判断聚类跟踪点的离散程度，滤除干扰物确认聚类跟踪点为火车返回的目标，从而确定动态目标对象，能够同时根据火车的速度和距离信息评估火车更加准确。
在本实施例中，可选的，所述聚类跟踪点距离方差采用如下公式确定：
Figure BDA0003573958210000131
Figure BDA0003573958210000132
Figure BDA0003573958210000133
其中，Δdi为相邻两个聚类跟踪点的距离值，
Figure BDA0003573958210000141
为相邻聚类跟踪点的距离均值，Td为预设距离方差。
本实施例中聚类跟踪点的目标1、2、3、4、5到n坐标分别可以为(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)、(x4，y4)、(x5，y5)…(xn，yn)。
本方案通过这样的设置，可以通过采用该公式计算得到聚类跟踪点距离方差值，从而便于进行动态目标的判断。
在本实施例中，可选的，所述聚类跟踪点速度方差采用如下公式确定：
Figure BDA0003573958210000142
Δvi＝vi-vi-1；
Figure BDA0003573958210000143
其中，Δvi为相邻两个聚类跟踪点的径向速度差值，
Figure BDA0003573958210000144
为聚类跟踪点的径向速度差均值，Tv为预设速度方差。
本实施例中聚类跟踪点目标1、2、3、4、5到n相邻两个目标径向速度差分别为ΔV2、ΔV3、ΔV4、ΔV5…ΔVn。
本方案通过这样的设置，可以通过采用该公式计算得到聚类跟踪点速度方差值，从而便于进行动态目标的判断。
实施例三
图3是根据本发明实施例三提供的一种铁路平交道口的火车来临预警装置的结构示意图，该装置可执行本发明任意实施例所提供的铁路平交道口的火车来临预警方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。所述装置配置于控制设备，所述控制设备与设置在铁路平交道口预设距离处的毫米波雷达连接，还与设置在铁路平交道口处的预警设备连接；如图3所示，该装置包括：
数据接收模块310，用于接收由所述毫米波雷达检测到的动态目标的雷达探测数据。
数据提取模块320，用于若所述雷达探测数据满足第一预设条件，则基于所述探测数据提取聚类跟踪点的集合；
动态目标确定模块330，用于若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车；
预警信息发出模块340，用于向所述预警设备发出火车来临预警信息。
可选的，所述雷达探测数据包括雷达散射截面积值；
所述数据提取模块320，具体用于：
若所述雷达散射截面积值超过预设截面积阈值，则对所述雷达探测数据进行聚类处理，获取探测目标的聚类跟踪点。
可选的，所述动态目标确定模块330，具体用于：
获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离值；
根据所述相邻聚类跟踪点的距离值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离均值；
基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述距离值和所述距离均值，确定聚类跟踪点距离方差；
若所述聚类跟踪点距离方差小于预设距离方差，则确定动态目标为火车。
可选的，所述动态目标确定模块330，具体用于：
获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差值；
根据所述相邻聚类跟踪点的速度差值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差均值；
基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述速度差值和所述速度差均值，确定聚类跟踪点速度方差；
若所述聚类跟踪点速度方差小于预设速度方差，则确定动态目标为火车。
可选的，所述动态目标确定模块330，具体用于：
获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离值；根据所述相邻聚类跟踪点的距离值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离均值；基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述距离值和所述距离均值，确定聚类跟踪点距离方差；
获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差值；根据所述相邻聚类跟踪点的速度差值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差均值；基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述速度差值和所述速度差均值，确定聚类跟踪点速度方差；
若所述聚类跟踪点距离方差小于预设距离方差，且所述聚类跟踪点速度方差小于预设速度方差，则确定动态目标为火车。
可选的，所述聚类跟踪点距离方差采用如下公式确定：
Figure BDA0003573958210000161
Figure BDA0003573958210000162
Figure BDA0003573958210000163
其中，Δdi为相邻两个聚类跟踪点的距离值，
Figure BDA0003573958210000164
为相邻聚类跟踪点的距离均值，Td为预设距离方差。
可选的，所述聚类跟踪点速度方差采用如下公式确定：
Figure BDA0003573958210000165
Δvi＝vi-vi-1；
Figure BDA0003573958210000166
其中，Δvi为相邻两个聚类跟踪点的径向速度差值，
Figure BDA0003573958210000171
为聚类跟踪点的径向速度差均值，Tv为预设速度方差。
本发明实施例所提供的一种铁路平交道口的火车来临预警装置可执行本发明任意实施例所提供的一种铁路平交道口的火车来临预警方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图4是根据本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图4所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如铁路平交道口的火车来临预警方法。
在一些实施例中，铁路平交道口的火车来临预警方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的方法铁路平交道口的火车来临预警的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行铁路平交道口的火车来临预警方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁路平交道口的火车来临预警方法，其特征在于，所述方法由控制设备执行，所述控制设备与设置在铁路平交道口预设距离处的毫米波雷达连接，还与设置在铁路平交道口处的预警设备连接；所述方法包括：
接收由所述毫米波雷达检测到的动态目标的雷达探测数据；
若所述雷达探测数据满足第一预设条件，则基于所述探测数据提取聚类跟踪点的集合；
若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车；
向所述预警设备发出火车来临预警信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述雷达探测数据包括雷达散射截面积值；
若所述雷达探测数据满足第一预设条件，则基于所述探测数据提取聚类跟踪点的集合，包括：
若所述雷达散射截面积值超过预设截面积阈值，则对所述雷达探测数据进行聚类处理，获取探测目标的聚类跟踪点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车，包括：
获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离值；
根据所述相邻聚类跟踪点的距离值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离均值；
基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述距离值和所述距离均值，确定聚类跟踪点距离方差；
若所述聚类跟踪点距离方差小于预设距离方差，则确定动态目标为火车。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车，包括：
获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差值；
根据所述相邻聚类跟踪点的速度差值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差均值；
基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述速度差值和所述速度差均值，确定聚类跟踪点速度方差；
若所述聚类跟踪点速度方差小于预设速度方差，则确定动态目标为火车。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车，包括：
获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离值；根据所述相邻聚类跟踪点的距离值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的距离均值；基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述距离值和所述距离均值，确定聚类跟踪点距离方差；
获取各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差值；根据所述相邻聚类跟踪点的速度差值得到各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的速度差均值；基于各聚类跟踪点中相邻聚类跟踪点的所述速度差值和所述速度差均值，确定聚类跟踪点速度方差；
若所述聚类跟踪点距离方差小于预设距离方差，且所述聚类跟踪点速度方差小于预设速度方差，则确定动态目标为火车。
6.根据权利要求3或5所述的方法，其特征在于，所述聚类跟踪点距离方差采用如下公式确定：
Figure FDA0003573958200000021
Figure FDA0003573958200000022
Figure FDA0003573958200000023
其中，Δdi为相邻两个聚类跟踪点的距离值，
Figure FDA0003573958200000024
为相邻聚类跟踪点的距离均值，Td为预设距离方差。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述聚类跟踪点速度方差采用如下公式确定：
Figure FDA0003573958200000031
Δvi＝vi-vi-1；
Figure FDA0003573958200000032
其中，Δvi为相邻两个聚类跟踪点的径向速度差值，
Figure FDA0003573958200000033
为聚类跟踪点的径向速度差均值，Tv为预设速度方差。
8.一种铁路平交道口的火车来临预警装置，其特征在于，所述装置配置于控制设备，所述控制设备与设置在铁路平交道口预设距离处的毫米波雷达连接，还与设置在铁路平交道口处的预警设备连接；所述装置包括：
数据接收模块，用于接收由所述毫米波雷达检测到的动态目标的雷达探测数据；
数据提取模块，用于若所述雷达探测数据满足第一预设条件，则基于所述探测数据提取聚类跟踪点的集合；
动态目标确定模块，用于若各聚类跟踪点的距离数据和/或速度数据满足第二预设条件，则确定动态目标为火车；
预警信息发出模块，用于向所述预警设备发出火车来临预警信息。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的铁路平交道口的火车来临预警方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的铁路平交道口的火车来临预警方法。
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