RU98117731A - Система обнаружения препятствия - Google Patents

Claims (32)

1. Система (10) для уведомления контроллера рельсового транспортного средства о присутствии препятствия на пути указанного транспортного средства, содержащая: средство датчика (12), устанавливаемое на транспортным средстве, для детектирования поля видимости пути впереди транспортного средства в целях формирования последовательных сигналов датчика, каждый из которых характеризует соответствующий последующий участок пути впереди транспортного средства, устройство обнаружения препятствия (14), связанное с средством датчика, для обработки указанных последовательных сигналов датчика в целях обнаружения из них прерывности пути и для формирования последующего сигнала обнаружения препятствия, и средство избежания препятствия (16), устанавливаемое на транспортным средстве и связанное с устройством обнаружения препятствия и реагирующее на сигнал обнаружения препятствия для формирования сигнала избежания препятствия.

2. Система по п. 1, отличающаяся, тем что предусмотрено запоминающее устройство, содержащее заранее запомненные данные о препятствии, указывающие распознаваемые характеристики препятствия; устройство обнаружения препятствия, связанное с запоминающим устройством, для сравнения по меньшей мере одного сигнала датчика с заранее запомненными данными о препятствиях в целях формирования следующего за таковым сопоставлением сигнала обнаружения препятствия.

3. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что средство датчика включает в себя видеокамеру, имеющую средство для автоматического наведения видеокамеры в направлении пути для формирования его видеоизображения, и устройство обнаружения препятствия связано с видеокамерой для обработки формируемого ею видеоизображения в целях обнаружения указанной прерывности в видеоизображении пути указывающей на препятствие на пути; также система содержит видеомонитор (15), связанный с видеокамерой, для отображения указанного видеоизображения.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что видеокамеру устанавливают на универсальных шарнирах.

5. Система по пп. 3 или 4, отличающаяся тем, что средство для автоматического направления видеокамеры на пути содержит: средство видимого движения для определения видимого движения пути между следующими друг за другом циклами данных видеоизображений, каждый из которых соответствует соответствующему участку пути, и средство регулирования, связанное со средством видимого движения и с видеокамерой для автоматической регулировки ориентации видеокамеры в целях компенсирования указанного видимого движения.

6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что средство видимого движения содержит: средство сравнения следующих друг за другом циклов данных видеоизображения в целях определения зон, которые являются общими для предшествующего и последующего циклов, средство математического выведения, связанное со средством сравнения, для математического выведения той части последующего цикла, которая соответствует продолжению пути из предыдущего цикла, в целях идентифицирования той точки в предыдущем цикле, в котором начинается последующий цикл, и средство вычисления, связанное со средством математического выведения, для вычисления направления дальнего конца пути последующего цикла относительно его начала в целях математического выведения продолжения последующего цикла; средство регулирования, реагирующее на средство вычисления, для циклического направления видеокамеры на начало последующего цикла, соответствующего концу предыдущего цикла.

7. Система по одному из пп. 3-6, отличающаяся тем, что с видеомонитором связано средство управления (13) по меньшей мере одной характеристикой отображенного видеоизображения.

8. Система по одному из пп. 3-7, отличающаяся тем, что предусмотрено средство видеозаписи (17), связанное с видеомонитором, для записи видеоизображения.

9. Система по одному из пп. 3-8, отличающаяся тем, что предусмотрен приемник (18), связанный со средством обнаружения препятствия, для приема по меньшей мере одного вспомогательного видеоизображения участка пути транспортного средства вне поля зрения указанной видеокамеры, и по меньшей мере один столб (20) или вышку для установки на них соответствующей вспомогательной видеокамеры (21) для визуализации области указанного пути в ее поле зрения и для формирования соответствующего вспомогательного видеоизображения, и передатчик (22), связанный со вспомогательной видеокамерой, для передачи вспомогательного видеоизображения на приемник.

10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что предусмотрено средство управления положением, связанное со вспомогательной видеокамерой, для действия под управлением контроллера в целях изменения поля зрения вспомогательной видеокамеры.

11. Система по одному из пп. 2-10, отличающаяся тем, что вспомогательная видеокамера является видеокамерой дневного/ночного видения.

12. Система по п. 9 или 11, отличающаяся тем, что вспомогательная видеокамера является видеокамерой дневного/ночного видения.

13. Система по одному из пп. 1-12, отличающаяся тем, что контроллером является машинист транспортного средства, и средство избежания препятствия содержит сигнализацию (16) для предупреждения водителя о грозящем столкновении.

14. Система по одному из пп. 1-13, отличающаяся тем, что контроллером является водитель транспортного средства, и средство избежания препятствия содержит автоматический тормоз для автоматического приведения тормозов транспортного средства в действие.

15. Система по одному из пп. 1-13, отличающаяся тем, что транспортным средством автоматически управляет указанный контроллер, и средство избежания препятствия содержит автоматический тормоз для автоматического приведения тормозов в действие в транспортном средстве.

16. Система по п. 14, отличающаяся тем, что по меньшей мере один сигнал датчика передают в центр контролирования и управления и обрабатывают его там в реальном времени, чтобы принять решение, приводить ли в действие тормоза или нет, и центр контролирования и управления содержит средство для пересылки сигнала управления тормозами на транспортное средство для автоматического приведения в действие указанных тормозов.

17. Система по п. 15, отличающаяся тем, что по меньшей мере один сигнал датчика передают в центр контролирования и управления и обрабатывают его там в реальном времени, чтобы принять решение, приводить ли в действие тормоза или нет, и центр контролирования и управления содержит средство для пересылки сигнала управления тормозами на транспортное средство для автоматического приведения в действие указанных тормозов.

18. Система по одному из пп. 1-17, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно средство датчика содержит радар в дополнение к электро-оптической системе визуализации для улучшения обнаружения препятствий при неблагоприятных погодных условиях.

19. Система по п. 18, отличающаяся тем, что предусмотрены отражатели, размещенные между рельсов или вдоль их, для обнаружения радаром, в результате чего препятствие загораживает отражатели от радара, тем самым предотвращая их обнаружение.

20. Система по одному из пп. 1-19, отличающаяся тем, что транспортное средство является железнодорожным локомотивом, а путем является рельсовый путь.

21. Система по п. 20, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно средство датчика содержит средство визуализации (12), устанавливаемое на локомотиве и автоматически направляемое на путь для формирования его изображения, и устройство обнаружения препятствия (14) связано со средством визуализации для обработки сформированного им изображения в целях обнаружения прерывности в изображении пути и последующего формирования сигнала обнаружения препятствия; также система содержит средство отображения (15), связанное со средством визуализации, для отображения указанного видеоизображения.

22. Система по п. 21, отличающаяся тем, что предусмотрены база данных для запоминания в ней координат близлежащих объектов в области пути, глобальная спутниковая система радиоопределения, устанавливаемая в локомотиве для определения местоположения в его трехмерном пространстве, и направляющее средство, связанное со средством визуализации и с глобальной спутниковой системой радиоопределения, для направления средства визуализации к пути в целях визуализации его зоны, имеющей известное местоположение в трехмерном пространстве; средство обнаружения препятствия, связанное с возможностью реагирования с базой данных, для извлечения из базы данных координат близлежащих объектов в области визуализированной зоны в целях исключения указанных близлежащих объектов как потенциальных препятствий, чтобы тем самым уменьшить число ложных срабатываний сигнализации.

23. Система по п. 21 или 22, отличающаяся тем, что устройство обнаружения препятствия содержит: средство базы данных для подготовки совокупности изображений, содержащих потенциальные препятствия, визуализированные с определенного расстояния и под разными углами в целях динамического конструирования базы данных потенциальных препятствий, средство определения местоположения (25, 26, 27, 28) для определения местоположения рельса в указанном изображении, и средство сравнения сегмента указанного изображения в зоне рельса с по меньшей мере некоторыми изображениями в указанной базе данных в целях определения соответствия указанной зоны изображения препятствию на рельсе.

24. Система по п. 23, отличающаяся тем, что средство сравнения является нейронной сетью (35) для обеспечения на ее выходе решения об обнаружении препятствия на рельсах в указанной зоне или об отсутствии такового решения.

25. Система по п. 21, отличающаяся тем, что устройство обнаружения препятствия выполнено с возможностью идентифицировать персонал на пути в целях формирования сигнала обнаружения препятствия, в системе также обеспечивают: передающее средство, связанное с устройством обнаружения препятствия и реагирующее на сигнал обнаружения препятствия, для передачи предупреждающего сигнала на приемно-сигнализационное устройство, которое имеется у персонала, в целях предупреждения персонала о приближающемся поезде.

26. Система по п. 1, отличающаяся тем, что система осуществляет автоматическое направление транспортного средства по пути, определяемому видимой или иным образом обнаруживаемой линией на поверхности дороги.

27. Способ для уведомления контроллера рельсового транспортного средства о присутствии препятствия на пути указанного транспортного средства, содержащего по меньшей мере один рельс, причем указанный способ содержит этапы: формирования последовательных сигналов датчика, каждый из которых характеризует последующий участок пути впереди транспортного средства, и обработки последовательных сигналов датчика в целях обнаружения из них прерывности в по меньшей мере одном рельсе указанного пути, и формирования после этого сигнала обнаружения препятствия.

28. Способ по п. 27, отличающийся тем, что этап формирования последовательных сигналов датчика содержит автоматическое направление видеокамеры к пути для формирования его видеоизображения.

29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что этап автоматического направления видеокамеры к пути содержит: определение видимого движения по меньшей мере одного рельса пути между последовательными циклами данных видеоизображения, каждый из которых соответствует соответствующему участку пути, и автоматическую регулировку ориентации видеокамеры для компенсирования указанного видимого движения.

30. Способ по п. 29, отличающийся тем, что этап определения видимого движения пути содержит: сравнение указанных последовательных циклов видеоданных в целях определения тех зон, которые являются общими для предыдущего и последующего цикла, математическое выведение той части последующего цикла, которая соответствует продолжению пути, из предыдущего цикла в целях идентифицирования точки в предыдущем цикле, в которой начинается последующий цикл, и вычисление направления дальнего конца пути в последующем цикле относительно его начала, чтобы в результате этого математически вывести продолжение последующего цикла.

31. Способ по одному из пп. 27-30, отличающийся тем, что также содержит определение положения каждого рельса на участке пути, определение вокруг положения пути окна (32), содержащего сегмент каждого рельса участка пути, видимого с заданной дистанции, и прохождение каждого изображения, сформированного датчиком и содержащегося в окне, через нейронную сеть (35), чтобы обеспечить на ее выходе решение об обнаружении или необнаружении препятствия на участке пути в окне (32).

32. Способ по п. 31, отличающийся тем, что этап определения положения каждого рельса на участке пути содержит: получение последовательных циклов, каждый из которых содержит соответствующие сегменты пути в следующих друг за другом моментах времени, сравнение каждого цикла с последующим циклом для определения тех зон, которые являются общими для обоих циклов, чтобы в результате этого математически вывести ту часть последующего цикла, которая соответствует продолжению рельса, из предыдущего цикла.