CN207992452U - 一种障碍物监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种障碍物监测系统，通过设置第一测距装置和第二测距装置，分别负责远距离监测和近距离监测；第一测距装置的基础上，克服了单独依靠第一测距装置只能进行远距离障碍物监测的缺点，加入第二测距装置，同时实现了近距离障碍物监测的功能，两者互补共同完成不同距离的障碍物判断和距离测量，从而能够大大提高障碍物测距的准确性；本申请扩大了目标测量范围和测量的精度，满足了轨道交通领域对于障碍物识别和测距的需求，适合对于安全性要求极高的测距项目。

Description

一种障碍物监测系统

技术领域

本申请涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种障碍物监测系统。

背景技术

针对轨道障碍物监测，目前最常用的方式为：(1)在车头位置安装摄像头，由人工确认列车前进方向是否有障碍物，以及障碍物距离远近，以便采取相应的措施；(2)通过雷达测量障碍物的距离，通过前方反射的微波进行障碍物判断及距离判断；(3)红外测距，利用三角测量法进行物体距离测量。

目前现有技术的缺点：(1)摄像头加人工确认方式存在很大的人为因素，很不稳定，容易产生疲劳进而发生误判；(2)单独依靠雷达测距由于对物体反射率的依赖会导致雷达的单点故障变得突出，因为随着地铁线路轨面情况越来越复杂，包括地面线路、地下线路、高架线路、碴轨道和无碴轨道等，会导致轨面反射情况也变得复杂，从而会影响雷达测距的准确性；(3)红外测距由于利用红外光线进行测量，对于黑色或者近似黑色的物体无法判断并测距，对于另外远距离障碍物的测量，对于CCD的精度要求很高，监测成本高。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种障碍物监测系统。

本申请提供了一种障碍物监测系统，包括：

第一测距装置、第二测距装置和处理器；所述第一测距装置的测量距离大于所述第二测距装置的测量距离，所述第一测距装置的测量范围覆盖所述第二测距装置的测量范围；所述处理器分别与所述第一测距装置、第二测距装置连接；

所述第一测距装置生成第一距离信号后，将所述第一距离信号发送给所述处理器；所述第二测距装置生成第二距离信号后，将所述第二距离信号发送给所述处理器；所述处理器在接收到所述第一距离信号或第二距离信号后，生成障碍物提示信息。

可选的，所述第一测距装置为雷达。

可选的，所述第一测距装置包括：相互连接的通信组件和第一处理组件，所述第一处理组件与所述处理器连接；

所述第一处理组件在所述通信组件发射电磁信号后，记录发射时刻；所述第一处理组件在所述通信组件接收到回波信号后，记录接收时刻；所述第一处理组件在记录发射时刻与接收时刻后，生成第一距离信号，并发送给所述处理器。

可选的，所述第二测距装置为红外测距装置。

可选的，所述第二测距装置包括：红外线发射器、滤镜、CCD检测器、第二处理组件，所述第二处理组件分别与所述CCD检测器、所述处理器连接；所述红外线发射器与CCD检测器之间的距离为第一预设距离，所述CCD检测器与滤镜之间的距离为第二预设距离；

所述红外线发射器发出发射光线后，所述CCD检测器通过所述滤镜接收所述发射光线的反射光线，生成偏移距离并发送给所述第二处理组件；所述第二处理组件接收到所述偏移距离后，生成第二距离信号，并发送给所述处理器。

可选的，还包括与所述处理器连接的显示器；

所述处理器生成障碍物提示信息后，将所述障碍物提示信息发送给所述显示器，所述显示器显示接收到的障碍物提示信息。

可选的，还包括与所述处理器连接的报警器；

所述处理器生成障碍物提示信息后，生成报警信号并发送给所述报警器进行报警。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请设置了第一测距装置和第二测距装置，分别负责远距离监测和近距离监测；第一测距装置的基础上，克服了单独依靠第一测距装置只能进行远距离障碍物监测的缺点，加入第二测距装置，同时实现了近距离障碍物监测的功能，两者互补共同完成不同距离的障碍物判断和距离测量，从而能够大大提高障碍物测距的准确性；本申请扩大了目标测量范围和测量的精度，满足了轨道交通领域对于障碍物识别和测距的需求，适合对于安全性要求极高的测距项目。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请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，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例所述障碍物监测系统的结构框图；

图2为本申请实施例所述第二测距装置的工作原理示意图。

其中，1、第一测距装置；2、第二测距装置；21、红外线发射器；22、CCD检测器；23、滤镜；3、处理器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请提供一种障碍物监测系统，主要应用于轨道交通领域，可用于监测列车运行方向上是否有障碍物以及障碍物远近；本申请包括：

第一测距装置、第二测距装置和处理器；所述第一测距装置的测量距离大于所述第二测距装置的测量距离，所述第一测距装置的测量范围覆盖所述第二测距装置的测量范围；所述处理器分别与所述第一测距装置、第二测距装置连接；

所述第一测距装置生成第一距离信号后，将所述第一距离信号发送给所述处理器；所述第二测距装置生成第二距离信号后，将所述第二距离信号发送给所述处理器；所述处理器在接收到所述第一距离信号或第二距离信号后，生成障碍物提示信息。

具体来说，第一测距装置与第二测距装置具有不同的测量距离，第一测距装置负责远距离障碍物监测，第二测距装置负责近距离障碍物监测，而且第一测距装置的测量范围覆盖第二测距装置的测量范围，即针对同一障碍物，第一测距装置发现并生成第一距离信号后，在列车继续行进过程中，该障碍物逐渐进入第二测距装置的测量范围，第二测距装置检测到该障碍物后生成第二距离信号；处理器接收到第一距离信号或第二距离信号后，会生成障碍物提示信息，实现障碍物监测的目的；针对远距离和近距离障碍物，通过第一测距装置与第二测距装置的配合使用，在第一测距装置的基础上，克服单独依靠第一测距装置只能进行远距离障碍物监测的缺点，加入第二测距装置，同时实现了近距离障碍物监测的功能，两者互补共同完成不同距离的障碍物判断和距离测量，从而能够大大提高障碍物测距的准确性。本申请扩大了目标测量范围和测量的精度，满足了轨道交通领域对于障碍物识别和测距的需求，适合对于安全性要求极高的测距项目。

可选的，所述第一测距装置为雷达。雷达适用于远距离探测，因此可作为第一测距装置的优选实施方式；优选为毫米波雷达，以获取较高的测量精度。

可选的，所述第一测距装置包括：相互连接的通信组件和第一处理组件，所述第一处理组件与所述处理器连接；

所述第一处理组件在所述通信组件发射电磁信号后，记录发射时刻；所述第一处理组件在所述通信组件接收到回波信号后，记录接收时刻；所述第一处理组件在记录发射时刻与接收时刻后，生成第一距离信号，并发送给所述处理器。

具体来说，通信组件负责收发电磁信号，第一处理组件在记录发射时刻与接收时刻后，生成第一距离信号，并发送给处理器。雷达的具体测距原理属于现有技术，即将发射时刻与接收时刻的时间差记为电磁信号的往复传播时间T，单程传播时间为T/2，光速C乘以单程传播时间即为障碍物的实际距离S＝CT/2。

可选的，所述第二测距装置为红外测距装置。红外测距装置适用于远距离探测，因此可作为第二测距装置的优选实施方式；红外测距装置只负责近距离障碍物的监测，可以选择精度较低的CCD检测器，障碍物监测成本低。

可选的，所述第二测距装置包括：红外线发射器、滤镜、CCD检测器、第二处理组件，所述第二处理组件分别与所述CCD检测器、所述处理器连接；所述红外线发射器与CCD检测器之间的距离为第一预设距离，所述CCD检测器与滤镜之间的距离为第二预设距离；

所述红外线发射器发出发射光线后，所述CCD检测器通过所述滤镜接收所述发射光线的反射光线，生成偏移距离并发送给所述第二处理组件；所述第二处理组件接收到所述偏移距离后，生成第二距离信号，并发送给所述处理器。

具体来说，参见图2所示，红外线发射器按照一定的角度发射红外光束，当遇到障碍物以后，光束会反射回来。反射回来的红外光线被CCD检测器检测到以后，会获得一个偏移值L；以CCD检测器与红外线发射器的基准面为基准线，发射光线角度固定，发射光线与基准线夹角为已知的α；滤镜的焦距为f，反射光线与基准线夹角tanβ＝(f/L)，可以计算得出反射光线与基准线夹角β；基准线长度为CCD检测器与红外线发射器中心距X加上偏移距L；这样三角形的两个夹角α、β已知，一条边边长已知，即可推算出三角形顶点到基准线的距离、即障碍物到基准线的距离D。

可选的，本申请还包括与所述处理器连接的显示器；

所述处理器生成障碍物提示信息后，将所述障碍物提示信息发送给所述显示器，所述显示器显示接收到的障碍物提示信息。

具体来说，处理器生成的障碍物提示信息可以通过显示器予以展示，显示器查看更加直观，便于操作人员快速了解障碍物状况。

可选的，还包括与所述处理器连接的报警器；

所述处理器生成障碍物提示信息后，生成报警信号并发送给所述报警器进行报警。

具体来说，处理器生成的障碍物提示信息可以通过报警器予以展示，通过声光信号提醒操作人员及时进行处理，相较于显示器来说，报警器的提示效果更加有效。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。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过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种障碍物监测系统，其特征在于，包括：

第一测距装置、第二测距装置和处理器；所述第一测距装置的测量距离大于所述第二测距装置的测量距离，所述第一测距装置的测量范围覆盖所述第二测距装置的测量范围；所述处理器分别与所述第一测距装置、第二测距装置连接；

所述第一测距装置生成第一距离信号后，将所述第一距离信号发送给所述处理器；所述第二测距装置生成第二距离信号后，将所述第二距离信号发送给所述处理器；所述处理器在接收到所述第一距离信号或第二距离信号后，生成障碍物提示信息。

2.根据权利要求1所述的障碍物监测系统，其特征在于，所述第一测距装置为雷达。

3.根据权利要求2所述的障碍物监测系统，其特征在于，所述第一测距装置包括：相互连接的通信组件和第一处理组件，所述第一处理组件与所述处理器连接；

所述第一处理组件在所述通信组件发射电磁信号后，记录发射时刻；所述第一处理组件在所述通信组件接收到回波信号后，记录接收时刻；所述第一处理组件在记录发射时刻与接收时刻后，生成第一距离信号，并发送给所述处理器。

4.根据权利要求1所述的障碍物监测系统，其特征在于，所述第二测距装置为红外测距装置。

5.根据权利要求4所述的障碍物监测系统，其特征在于，所述第二测距装置包括：红外线发射器、滤镜、CCD检测器、第二处理组件，所述第二处理组件分别与所述CCD检测器、所述处理器连接；所述红外线发射器与CCD检测器之间的距离为第一预设距离，所述CCD检测器与滤镜之间的距离为第二预设距离；

所述红外线发射器发出发射光线后，所述CCD检测器通过所述滤镜接收所述发射光线的反射光线，生成偏移距离并发送给所述第二处理组件；所述第二处理组件接收到所述偏移距离后，生成第二距离信号，并发送给所述处理器。

6.根据权利要求1所述的障碍物监测系统，其特征在于，还包括与所述处理器连接的显示器；

所述处理器生成障碍物提示信息后，将所述障碍物提示信息发送给所述显示器，所述显示器显示接收到的障碍物提示信息。

7.根据权利要求1所述的障碍物监测系统，其特征在于，还包括与所述处理器连接的报警器；

所述处理器生成障碍物提示信息后，生成报警信号并发送给所述报警器进行报警。