TWI774445B - 偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置 - Google Patents

Abstract

一種偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置，係應用於一鐵路及一障礙物，該偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置包含一使用者介面及一毫米波雷達。該使用者介面被配置為控制該毫米波雷達；該毫米波雷達被配置為發送一雷達波至該鐵路上的一預設範圍；該毫米波雷達被配置為接收基於該雷達波的從該鐵路上的該預設範圍所反射的一反射雷達波；該使用者介面被配置為基於該反射雷達波判斷該障礙物是否在該鐵路上的該預設範圍內；如果該使用者介面判斷該障礙物在該鐵路上的該預設範圍內，則該使用者介面被配置為提供一警告。

Description

偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置

本發明係有關於一種毫米波雷達裝置，特別是一種偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置。

快速地行駛在鐵路上的火車往往載運著大量的旅客或貨物，因此火車的安全性非常的重要。影響火車的安全性最大的一個重點是鐵路上是否有障礙物；一旦鐵路上有障礙物，則通過的火車就會非常危險。然而，目前鐵路障礙物示警系統往往不夠即時與精準，此嚴重地影響了火車的安全性。

為解決上述問題，本發明之目的在於提供一種偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置。

為達成本發明之上述目的，本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置係應用於一鐵路及一障礙物，該偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置包含：一使用者介面；及一毫米波雷達，該毫米波雷達係電性連接至該使用者介面，其中該使用者介面被配置為控制該毫米波雷達；該毫米波雷達被配置為發送一雷達波至該鐵路上的一預設範圍；該毫米波雷達被配置為接收基於該雷 達波的從該鐵路上的該預設範圍所反射的一反射雷達波；該使用者介面被配置為基於該反射雷達波判斷該障礙物是否在該鐵路上的該預設範圍內；如果該使用者介面判斷該障礙物在該鐵路上的該預設範圍內，則該使用者介面被配置為提供一警告。

再者，在如上所述之本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之一具體實施例當中，該偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置更包含：一攝像機鏡頭，該攝像機鏡頭係電性連接至該使用者介面，其中該使用者介面被配置為控制該攝像機鏡頭；如果該使用者介面判斷該障礙物在該鐵路上的該預設範圍內，則該使用者介面被配置為控制該攝像機鏡頭對該鐵路上的該預設範圍內的該障礙物拍照。

再者，在如上所述之本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之一具體實施例當中，其中該使用者介面包含：一微處理器，該微處理器係電性連接至該毫米波雷達及該攝像機鏡頭。

再者，在如上所述之本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之一具體實施例當中，其中該微處理器包含：一動態物體追蹤單元，該動態物體追蹤單元係電性連接至該毫米波雷達，其中該動態物體追蹤單元包含：一點雲擷取子單元，該點雲擷取子單元係電性連接至該毫米波雷達，其中該點雲擷取子單元被配置為獲得基於該反射雷達波的一點雲資訊。

再者，在如上所述之本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之一具體實施例當中，其中該動態物體追蹤單元更包含：一點雲可靠度檢查子單元，該點雲可靠度檢查子單元係電性連接至該點雲擷取子單元，其中該點雲可靠度檢查子單元被配置為檢查該點雲資訊。

再者，在如上所述之本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之一具體實施例當中，其中該動態物體追蹤單元更包含：一點雲分類子單元， 該點雲分類子單元係電性連接至該點雲擷取子單元，其中如果由該點雲可靠度檢查子單元所檢查的該點雲資訊為正確，則該點雲擷取子單元被配置為傳送該點雲資訊至該點雲分類子單元；該點雲分類子單元被配置為分類該點雲資訊以得到一點雲分類資訊。

再者，在如上所述之本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之一具體實施例當中，其中該動態物體追蹤單元更包含：一點雲變化追蹤子單元，該點雲變化追蹤子單元係電性連接至該點雲分類子單元，其中該點雲分類子單元被配置為傳送該點雲分類資訊至該點雲變化追蹤子單元；該點雲變化追蹤子單元被配置為基於該點雲分類資訊判斷該障礙物是否動態地在該鐵路上的該預設範圍內，並且該點雲變化追蹤子單元被配置為基於該點雲分類資訊判斷該障礙物的一移動軌跡與一移動速度；如果該點雲變化追蹤子單元基於該點雲分類資訊判斷該障礙物係動態地在該鐵路上的該預設範圍內，則該使用者介面被配置為基於該反射雷達波判斷該障礙物在該鐵路上的該預設範圍內。

再者，在如上所述之本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之一具體實施例當中，其中該微處理器更包含：一靜態物體判斷單元，該靜態物體判斷單元係電性連接至該毫米波雷達，其中在該毫米波雷達開始偵測之前，該毫米波雷達及該靜態物體判斷單元被配置為使用一距離角度範圍技術以記錄該鐵路上的該預設範圍內的一背景反射資訊；接著，在該毫米波雷達開始偵測之後，該毫米波雷達及該靜態物體判斷單元被配置為將一當前反射資訊減去該背景反射資訊以判斷該障礙物是否靜態地在該鐵路上的該預設範圍內；如果該毫米波雷達及該靜態物體判斷單元判斷該障礙物係靜態地在該鐵路上的該預設範圍內超過一預定時間，則該使用者介面被配置為基於該反射雷達波判斷該障礙物在該鐵路上的該預設範圍內。

再者，在如上所述之本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之一具體實施例當中，該偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置係應用於一雲端系統，其中該使用者介面更包含：一警示燈，該警示燈係電性連接至該微處理器；及一警鈴，該警鈴係電性連接至該微處理器，其中如果該使用者介面判斷該障礙物在該鐵路上的該預設範圍內，則該使用者介面被配置為控制該攝像機鏡頭對該鐵路上的該預設範圍內的該障礙物拍照並上傳至該雲端系統並亮起該警示燈並驅動該警鈴以發出警告聲響；該警示燈被配置為進一步地顯示該警告；該雲端系統被配置為儲存一事發畫面照片、一障礙物距離、一事發地點座標及一事發時間。

再者，在如上所述之本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之一具體實施例當中，其中該使用者介面更包含：一計時器，該計時器係電性連接至該微處理器，其中如果該使用者介面判斷該障礙物在該鐵路上的該預設範圍內，則該使用者介面被配置為提供該警告並且利用該計時器記錄該障礙物之一出現時間；如果該使用者介面判斷該障礙物從該鐵路上的該預設範圍離開，則該使用者介面被配置為停止提供該警告並且利用該計時器記錄該障礙物之一離開時間。

本發明之功效在於即時地與精準地警告鐵路上有障礙物，以提高火車行駛在鐵路上的安全性。

為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得到深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

10:偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置

20:鐵路

30:障礙物

102:微處理器

104:毫米波雷達

106:雷達波

108:反射雷達波

110:攝像機鏡頭

112:預設範圍

114:警告

116:使用者介面

118:動態物體追蹤單元

120:點雲擷取子單元

122:點雲可靠度檢查子單元

124:點雲分類子單元

126:點雲分類資訊

128點雲變化追蹤子單元

130:警示燈

132:計時器

134:點雲資訊

136:類比轉數位電路

138:毫米波接收電路

140:毫米波發射電路

142:類比信號

144:數位信號

146:數位前端抽樣濾波器

148:類比轉數位轉換緩衝器

150:硬體加速器

152:第一類比轉數位轉換器

154:第二類比轉數位轉換器

156:第三類比轉數位轉換器

158:第四類比轉數位轉換器

160:第一中頻濾波器

162:第二中頻濾波器

164:第三中頻濾波器

166:第四中頻濾波器

168:第一混頻器

170:第二混頻器

172:第三混頻器

174:第四混頻器

176:第一低雜訊放大器

178:第二低雜訊放大器

180:第三低雜訊放大器

182:第四低雜訊放大器

184:第一接收天線

186:第二接收天線

188:第三接收天線

190:第四接收天線

192:第一相移器

194:第二相移器

196:第三相移器

198:倍頻器

200:頻率合成器

202:斜波產生器

204:第一功率放大器

206:第二功率放大器

208:第三功率放大器

210:第一發射天線

212:第二發射天線

214:第三發射天線

216:靜態物體判斷單元

218:警鈴

220:雲端系統

圖1為本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之方塊圖。

圖2為本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之第一種應用狀況示意圖。

圖3為本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之第二種應用狀況示意圖。

圖4為本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之第三種應用狀況示意圖。

圖5為本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之第四種應用狀況示意圖。

圖6為本發明之該微處理器之一實施例方塊圖。

圖7為本發明之該毫米波雷達之一實施例之方塊圖。

圖8為本發明之該類比轉數位電路之一實施例之方塊圖。

圖9為本發明之該毫米波接收電路之一實施例之一部分方塊圖。

圖10為本發明之該毫米波接收電路之一實施例之另一部分方塊圖。

圖11為本發明之該毫米波發射電路之一實施例方塊圖。

在本揭露當中，提供了許多特定的細節，以提供對本發明之具體實施例之徹底瞭解；然而，本領域技術人員應當知曉，在沒有一個或更多個該些特定的細節的情況下，依然能實踐本發明；在其他情況下，則未顯示或描述 眾所周知的細節以避免模糊了本發明之主要技術特徵。茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下：請參考圖1，其係為本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之方塊圖。本發明之一種偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置10包含一使用者介面116、一毫米波雷達104及一攝像機鏡頭110，該使用者介面116包含一微處理器102、一警示燈130、一警鈴218及一計時器132，上述該些元件彼此電性連接；本發明僅需該使用者介面116及該毫米波雷達104即可達成本發明之功效與目的。

請參考圖2，其係為本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之第一種應用狀況示意圖；請參考圖3，其係為本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之第二種應用狀況示意圖；請參考圖4，其係為本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之第三種應用狀況示意圖；請參考圖5，其係為本發明之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置之第四種應用狀況示意圖；以下內容請同時參考圖1至圖5。

本發明之該偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置10係應用於一鐵路20、一障礙物30及一雲端系統220。該使用者介面116被配置為控制該毫米波雷達104及該攝像機鏡頭110；該毫米波雷達104被配置為發送一雷達波106至該鐵路20上的一預設範圍112；該毫米波雷達104被配置為接收基於該雷達波106的從該鐵路20上的該預設範圍112所反射的一反射雷達波108；該使用者介面116被配置為基於該反射雷達波108判斷該障礙物30是否在該鐵路20上的該預設範圍112內。再者，該毫米波雷達104與該攝像機鏡頭110可安裝在該鐵路20之週邊之任意位置。

如果該使用者介面116判斷該障礙物30在該鐵路20上的該預設範圍112內，則該使用者介面116被配置為提供一警告114並亮起該警示燈130並驅動該警鈴218以發出警告聲響，該警示燈130被配置為進一步地顯示該警告114，並 且該使用者介面116被配置為利用該計時器132記錄該障礙物30之一出現時間，並且該使用者介面116被配置為控制該攝像機鏡頭110對該鐵路20上的該預設範圍112內的該障礙物30拍照並上傳至該雲端系統220。該雲端系統220被配置為儲存一事發畫面照片、一障礙物距離、一事發地點座標及一事發時間。

如果該使用者介面116判斷該障礙物30從該鐵路20上的該預設範圍112離開，則該使用者介面116被配置為停止提供該警告114並且利用該計時器132記錄該障礙物30之一離開時間。

圖2係顯示該毫米波雷達104正在偵測該障礙物30是否在該鐵路20上的該預設範圍112內，而圖2顯示該障礙物30沒有在該鐵路20上的該預設範圍112內；圖3係顯示該毫米波雷達104偵測到該障礙物30(例如，一落石)在該鐵路20上的該預設範圍112內，則該使用者介面116提供該警告114並且記錄該障礙物30之該出現時間，並且該攝像機鏡頭110對該鐵路20上的該預設範圍112內的該障礙物30拍照；圖4顯示該障礙物30從該鐵路20上的該預設範圍112離開，則該使用者介面116停止提供該警告114並且記錄該障礙物30之該離開時間；圖5顯示另一種該障礙物30，例如，闖進該鐵路20的一車輛。

請參考圖6，其係為本發明之該微處理器之一實施例方塊圖；請同時參考圖1至圖5。該微處理器102包含一動態物體追蹤單元118及一靜態物體判斷單元216，該動態物體追蹤單元118包含一點雲擷取子單元120、一點雲可靠度檢查子單元122、一點雲分類子單元124及一點雲變化追蹤子單元128，上述該些元件彼此電性連接。

該點雲擷取子單元120被配置為獲得基於該反射雷達波108的一點雲資訊134；該點雲可靠度檢查子單元122被配置為檢查該點雲資訊134；如果由該點雲可靠度檢查子單元122所檢查的該點雲資訊134為正確，則該點雲擷取子單元120被配置為傳送該點雲資訊134至該點雲分類子單元124。換句話說，該點雲 可靠度檢查子單元122具有一判斷機制(亦即，一判斷標準)來決定該點雲資訊134是否正確；若該點雲資訊134通過該判斷標準，則該點雲資訊134可以被使用；若該點雲資訊134未達到該判斷標準，則該點雲資訊134需要被重新蒐集。

該點雲分類子單元124被配置為分類該點雲資訊134以得到一點雲分類資訊126；該點雲分類子單元124被配置為傳送該點雲分類資訊126至該點雲變化追蹤子單元128；該點雲變化追蹤子單元128被配置為基於該點雲分類資訊126判斷該障礙物30是否動態地在該鐵路20上的該預設範圍112內，並且該點雲變化追蹤子單元128被配置為基於該點雲分類資訊126判斷該障礙物30的一移動軌跡與一移動速度；如果該點雲變化追蹤子單元128基於該點雲分類資訊126判斷該障礙物30係動態地在該鐵路20上的該預設範圍112內，則該使用者介面116被配置為基於該反射雷達波108判斷該障礙物30在該鐵路20上的該預設範圍112內(亦即，”該點雲變化追蹤子單元128基於該點雲分類資訊126判斷該障礙物30係動態地在該鐵路20上的該預設範圍112內”即代表”該使用者介面116被配置為基於該反射雷達波108判斷該障礙物30在該鐵路20上的該預設範圍112內”)。

在該毫米波雷達104開始偵測之前，該毫米波雷達104及該靜態物體判斷單元216被配置為使用一距離角度範圍(range angle spectrum，又稱為距離角度熱圖)技術以記錄該鐵路20上的該預設範圍112內的一背景反射資訊；接著，在該毫米波雷達104開始偵測之後，該毫米波雷達104及該靜態物體判斷單元216被配置為將一當前反射資訊減去該背景反射資訊以判斷該障礙物30是否靜態地在該鐵路20上的該預設範圍112內；如果該毫米波雷達104及該靜態物體判斷單元216判斷該障礙物30係靜態地在該鐵路20上的該預設範圍112內超過一預定時間，則該使用者介面116被配置為基於該反射雷達波108判斷該障礙物30在該鐵路20上的該預設範圍112內(亦即，”該毫米波雷達104及該靜態物體判斷單元216判斷該障礙物30係靜態地在該鐵路20上的該預設範圍112內超過一預定時間”即 代表”該使用者介面116被配置為基於該反射雷達波108判斷該障礙物30在該鐵路20上的該預設範圍112內”)。

再者，本發明之該微處理器102之該動態物體追蹤單元118及該靜態物體判斷單元216被配置為判斷該障礙物30之一大小狀態；如果該微處理器102之該動態物體追蹤單元118及該靜態物體判斷單元216判斷該障礙物30之該大小狀態小於一預設忽略大小狀態，則該微處理器102之該動態物體追蹤單元118及該靜態物體判斷單元216被配置忽略該障礙物30；因此，本發明不會將小石子等等不會影響火車行進與安全性的物體判斷為該障礙物30。

該動態物體追蹤單元118、該靜態物體判斷單元216、該點雲擷取子單元120、該點雲可靠度檢查子單元122、該點雲分類子單元124及該點雲變化追蹤子單元128可被整合於該微處理器102內；亦即，上述之該些單元/子單元的個別的工作皆由該微處理器102完成。或者是，上述之該些單元/子單元係為個別的微處理器或信號處理器或電子元件，藉以完成上述之該些單元/子單元的個別的工作。

例如，該動態物體追蹤單元118係為一第一微處理器或一第一信號處理器，該靜態物體判斷單元216係為一第二微處理器或一第二信號處理器，該點雲擷取子單元120係為一第三微處理器或一第三信號處理器，該點雲可靠度檢查子單元122係為一第四微處理器或一第四信號處理器，該點雲分類子單元124係為一第五微處理器或一第五信號處理器，該點雲變化追蹤子單元128係為一第六微處理器或一第六信號處理器。

再者，請參考圖7，其係為本發明之該毫米波雷達之一實施例之方塊圖；請一併參考圖1至圖6。該毫米波雷達104包含一類比轉數位電路136、一毫米波接收電路138及一毫米波發射電路140。該類比轉數位電路136係電性連接至該微處理器102；該毫米波接收電路138係電性連接至該類比轉數位電路136；該 毫米波發射電路140係電性連接至該毫米波接收電路138。該毫米波發射電路140被配置為發送該雷達波106至該鐵路20上的該預設範圍112；該毫米波接收電路138被配置為接收基於該雷達波106的從該鐵路20上的該預設範圍112所反射的該反射雷達波108；該毫米波接收電路138被配置為處理該反射雷達波108以得到一類比信號142；該毫米波接收電路138被配置為傳送該類比信號142至該類比轉數位電路136；該類比轉數位電路136被配置為處理該類比信號142以得到一數位信號144；該類比轉數位電路136被配置為傳送該數位信號144至該微處理器102；該數位信號144包含該點雲資訊134。

再者，請參考圖8，其係為本發明之該類比轉數位電路之一實施例之方塊圖；請一併參考圖1至圖7。該類比轉數位電路136包含一數位前端抽樣濾波器146、一類比轉數位轉換緩衝器148、一硬體加速器150、一第一類比轉數位轉換器152、一第二類比轉數位轉換器154、一第三類比轉數位轉換器156及一第四類比轉數位轉換器158。該數位前端抽樣濾波器146係電性連接至該微處理器102；該類比轉數位轉換緩衝器148係電性連接至該數位前端抽樣濾波器146；該硬體加速器150係電性連接至該類比轉數位轉換緩衝器148；該第一類比轉數位轉換器152係電性連接至該數位前端抽樣濾波器146及該毫米波接收電路138；該第二類比轉數位轉換器154係電性連接至該數位前端抽樣濾波器146及該毫米波接收電路138；該第三類比轉數位轉換器156係電性連接至該數位前端抽樣濾波器146及該毫米波接收電路138；該第四類比轉數位轉換器158係電性連接至該數位前端抽樣濾波器146及該毫米波接收電路138。

再者，請參考圖9，其係為本發明之該毫米波接收電路之一實施例之一部分方塊圖；請一併參考圖1至圖8。該毫米波接收電路138包含一第一中頻濾波器160、一第二中頻濾波器162、一第三中頻濾波器164、一第四中頻濾波器166、一第一混頻器168、一第二混頻器170、一第三混頻器172及一第四混頻器 174。該第一中頻濾波器160係電性連接至該第一類比轉數位轉換器152；該第二中頻濾波器162係電性連接至該第二類比轉數位轉換器154；該第三中頻濾波器164係電性連接至該第三類比轉數位轉換器156；該第四中頻濾波器166係電性連接至該第四類比轉數位轉換器158；該第一混頻器168係電性連接至該第一中頻濾波器160及該毫米波發射電路140；該第二混頻器170係電性連接至該第二中頻濾波器162及該毫米波發射電路140；該第三混頻器172係電性連接至該第三中頻濾波器164及該毫米波發射電路140；該第四混頻器174係電性連接至該第四中頻濾波器166及該毫米波發射電路140。

再者，請參考圖10，其係為本發明之該毫米波接收電路之一實施例之另一部分方塊圖；請一併參考圖1至圖9。該毫米波接收電路138更包含一第一低雜訊放大器176、一第二低雜訊放大器178、一第三低雜訊放大器180、一第四低雜訊放大器182、一第一接收天線184、一第二接收天線186、一第三接收天線188及一第四接收天線190。該第一低雜訊放大器176係電性連接至該第一混頻器168；該第二低雜訊放大器178係電性連接至該第二混頻器170；該第三低雜訊放大器180係電性連接至該第三混頻器172；該第四低雜訊放大器182係電性連接至該第四混頻器174；該第一接收天線184係電性連接至該第一低雜訊放大器176；該第二接收天線186係電性連接至該第二低雜訊放大器178；該第三接收天線188係電性連接至該第三低雜訊放大器180；該第四接收天線190係電性連接至該第四低雜訊放大器182。

再者，請參考圖11，其係為本發明之該毫米波發射電路之一實施例方塊圖；請一併參考圖1至圖10。該毫米波發射電路140包含一第一相移器192、一第二相移器194、一第三相移器196、一倍頻器198、一頻率合成器200及一斜波產生器202。該第一相移器192係電性連接至該毫米波接收電路138；該第二相移器194係電性連接至該毫米波接收電路138；該第三相移器196係電性連接至該毫 米波接收電路138；該倍頻器198係電性連接至該毫米波接收電路138、該第一相移器192、該第二相移器194及該第三相移器196；該頻率合成器200係電性連接至該倍頻器198；該斜波產生器202係電性連接至該頻率合成器200。

再者，依據圖11，該毫米波發射電路140更包含一第一功率放大器204、一第二功率放大器206、一第三功率放大器208、一第一發射天線210、一第二發射天線212及一第三發射天線214。該第一功率放大器204係電性連接至該第一相移器192；該第二功率放大器206係電性連接至該第二相移器194；該第三功率放大器208係電性連接至該第三相移器196；該第一發射天線210係電性連接至該第一功率放大器204；該第二發射天線212係電性連接至該第二功率放大器206；該第三發射天線214係電性連接至該第三功率放大器208。

本發明之功效在於即時地與精準地警告鐵路上有障礙物，以提高火車行駛在鐵路上的安全性。當該障礙物30侵入該鐵路20時，會觸發該警鈴218、該警示燈130及該攝像機鏡頭110，並將警示資料上傳至該雲端系統220，而火車駕駛員則可根據該雲端系統220的警示結果提早知道前方路況，藉以減少意外的發生。

然以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明請求項所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的請求項的保護範圍。綜上所述，當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。

10:偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置

30:障礙物

102:微處理器

104:毫米波雷達

106:雷達波

108:反射雷達波

110:攝像機鏡頭

112:預設範圍

116:使用者介面

130:警示燈

132:計時器

218:警鈴

220:雲端系統

Claims (7)

1. 一種偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置，係應用於一鐵路及一障礙物，該偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置包含：一使用者介面；一毫米波雷達，該毫米波雷達係電性連接至該使用者介面；及一攝像機鏡頭，該攝像機鏡頭係電性連接至該使用者介面，其中該使用者介面被配置為控制該毫米波雷達；該毫米波雷達被配置為發送一雷達波至該鐵路上的一預設範圍；該毫米波雷達被配置為接收基於該雷達波的從該鐵路上的該預設範圍所反射的一反射雷達波；該使用者介面被配置為基於該反射雷達波判斷該障礙物是否在該鐵路上的該預設範圍內；如果該使用者介面判斷該障礙物在該鐵路上的該預設範圍內，則該使用者介面被配置為提供一警告；其中該使用者介面被配置為控制該攝像機鏡頭；如果該使用者介面判斷該障礙物在該鐵路上的該預設範圍內，則該使用者介面被配置為控制該攝像機鏡頭對該鐵路上的該預設範圍內的該障礙物拍照；其中該使用者介面包含：一微處理器，該微處理器係電性連接至該毫米波雷達及該攝像機鏡頭，其中該微處理器包含：一動態物體追蹤單元，該動態物體追蹤單元係電性連接至該毫米波雷達，其中該動態物體追蹤單元包含：一點雲擷取子單元，該點雲擷取子單元係電性連接至該毫米波雷達，其中該點雲擷取子單元被配置為獲得基於該反射雷達波的一點雲資訊。
2. 如請求項1所述之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置，其中該動態物體追蹤單元更包含：一點雲可靠度檢查子單元，該點雲可靠度檢查子單元係電性連接至該點雲擷取子單元，其中該點雲可靠度檢查子單元被配置為檢查該點雲資訊。
3. 如請求項2所述之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置，其中該動態物體追蹤單元更包含：一點雲分類子單元，該點雲分類子單元係電性連接至該點雲擷取子單元，其中如果由該點雲可靠度檢查子單元所檢查的該點雲資訊為正確，則該點雲擷取子單元被配置為傳送該點雲資訊至該點雲分類子單元；該點雲分類子單元被配置為分類該點雲資訊以得到一點雲分類資訊。
4. 如請求項3所述之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置，其中該動態物體追蹤單元更包含：一點雲變化追蹤子單元，該點雲變化追蹤子單元係電性連接至該點雲分類子單元，其中該點雲分類子單元被配置為傳送該點雲分類資訊至該點雲變化追蹤子單元；該點雲變化追蹤子單元被配置為基於該點雲分類資訊判斷該障礙物是否動態地在該鐵路上的該預設範圍內，並且該點雲變化追蹤子單元被配置為基於該點雲分類資訊判斷該障礙物的一移動軌跡與一移動速度；如果該點雲變化追蹤子單元基於該點雲分類資訊判斷該障礙物係動態地在該鐵路上的該預設範圍內，則該使用者介面被配置為基於該反射雷達波判斷該障礙物在該鐵路上的該預設範圍內。
5. 如請求項4所述之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置，其中該微處理器更包含： 一靜態物體判斷單元，該靜態物體判斷單元係電性連接至該毫米波雷達，其中在該毫米波雷達開始偵測之前，該毫米波雷達及該靜態物體判斷單元被配置為使用一距離角度範圍技術以記錄該鐵路上的該預設範圍內的一背景反射資訊；接著，在該毫米波雷達開始偵測之後，該毫米波雷達及該靜態物體判斷單元被配置為將一當前反射資訊減去該背景反射資訊以判斷該障礙物是否靜態地在該鐵路上的該預設範圍內；如果該毫米波雷達及該靜態物體判斷單元判斷該障礙物係靜態地在該鐵路上的該預設範圍內超過一預定時間，則該使用者介面被配置為基於該反射雷達波判斷該障礙物在該鐵路上的該預設範圍內。
6. 如請求項5所述之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置，係應用於一雲端系統，其中該使用者介面更包含：一警示燈，該警示燈係電性連接至該微處理器；及一警鈴，該警鈴係電性連接至該微處理器，其中如果該使用者介面判斷該障礙物在該鐵路上的該預設範圍內，則該使用者介面被配置為控制該攝像機鏡頭對該鐵路上的該預設範圍內的該障礙物拍照並上傳至該雲端系統並亮起該警示燈並驅動該警鈴以發出警告聲響；該警示燈被配置為進一步地顯示該警告；該雲端系統被配置為儲存一事發畫面照片、一障礙物距離、一事發地點座標及一事發時間。
7. 如請求項6所述之偵測鐵路上障礙物之毫米波雷達裝置，其中該使用者介面更包含：一計時器，該計時器係電性連接至該微處理器，其中如果該使用者介面判斷該障礙物在該鐵路上的該預設範圍內，則該使用者介面被配置為提供該警告並且利用該計時器記錄該障礙物之一出現時間；如果該使用者介面判斷該障礙物從該鐵路上的該預設範圍離開，則該使 用者介面被配置為停止提供該警告並且利用該計時器記錄該障礙物之一離開時間。

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