车路协同的障碍物检测系统及方法与流程

本发明属于轨道交通智能驾驶领域，具体是涉及到一种车路协同的障碍物检测系统及方法。

背景技术：

1、随着国内外轨道交通客运高速发展，货运重载化程度越来越高，高速运行和重载列车的制动距离较远，当遇到异常情况时，对司机从发现异常到采取动作的反应时间要求很高，对适用于不同工况环境的高可靠性和稳定性的远距离车载障碍物检测系统的需求越来越强烈。

2、目前大部分厂家仅能实现250米至400米的中短距离障碍物检测，在夜间和雨雪雾霾等天气下检测性能下降明显，无法满足在使用过程中的检测需求。另外，目前障碍物检测系统使用可见光相机实现视觉感知，在夜间低照度情况下，可见光相机成像距离较短，图像画面暗，无法满足目标识别算法要求；在站场、隧道、站场灯或者信号灯等杂散环境下，容易出现过曝现象，因此现有的可见光相机在夜间和强曝光场景下成像效果差，无法实现目标感知和智能识别。

技术实现思路

1、本发明提供一种车路协同障碍物检测系统及方法，以解决在弯道或远距离场景下无法感知障碍物的问题，改善了在夜间和强曝光场景下障碍物成像效果，能满足全天时感知障碍物的需求。

2、基于上述目的，本发明提出了一种车路协同障碍物检测系统，包括：地面协同感知单元和车载障碍物检测单元，所述地面协同感知单元包括：至少一个部署于地面的第一检测单元和与所述第一检测单元连接的地面服务器，所述车载障碍物检测单元包括：车载障碍物检测主机以及与所述车载障碍物检测主机连接的至少一个第二检测单元；所述地面服务器通过所述第一检测单元获取第一障碍物检测信息并传输至所述车载障碍物检测主机，所述车载障碍物检测主机通过所述第二检测单元获取第二障碍物检测信息，所述车载障碍物检测主机与所述地面服务器无线通信，所述车载障碍物检测主机融合所述第一障碍物检测信息和第二障碍物检测信息并进行决策，最终识别出障碍物。

3、可选的，所述第一检测单元为视觉传感器，设置在铁路沿线或咽喉地带。

4、可选的，所述第一检测单元获取障碍物位置信息并传输至所述地面服务器，所述地面服务器根据所述障碍物位置信息以及从车载通信设备接收到的列车位置信息生成障碍物的实时位置列表，根据所述实时位置列表获取实时的障碍物位置信息。

5、可选的，所述第二检测单元包括激光雷达，所述激光雷达发射激光，并根据采集的点云数据获取所述障碍物状态信息，所述障碍物状态信息至少包括障碍物类型、所述障碍物与列车的距离以及所述障碍物的三维坐标信息。

6、可选的，所述第二检测单元还包括激光相机、微光相机和红外相机，所述激光相机用于获取所述障碍物的激光图像并传输至所述车载障碍物检测主机，所述微光相机用于获取所述障碍物的微光图像并传输至所述车载障碍物检测主机，所述红外相机用于获取所述障碍物的红外图像并传输至所述车载障碍物检测主机。

7、基于同一发明构思，本发明还提出了一种应用于前述的车路协同障碍物检测系统的车路协同障碍物检测方法，包括：地面服务器通过第一检测单元获取第一障碍物检测信息并传输至车载障碍物检测主机；车载障碍物检测主机通过第二检测单元获取第二障碍物检测信息；所述车载障碍物检测主机融合获取的所述第二障碍物检测信息和所述第一障碍物检测信息并进行决策，获取障碍物信息，识别出障碍物，还将所述障碍物信息发送至列车控制单元，进行预警来辅助控车。

8、可选的，所述地面服务器通过第一检测单元获取第一障碍物检测信息并传输至车载障碍物检测主机，包括：通过第一检测单元实时监测路面状态，并获取第一图像信息；所述地面服务器对所述第一图像信息进行目标检测和语义分割，获取障碍物位置信息；所述地面服务器根据所述障碍物位置信息以及从车载通信设备接收到的列车位置信息生成障碍物的实时位置列表，根据所述实时位置列表获取实时的障碍物位置信息。

9、可选的，第二检测单元包括激光相机、微光相机和红外相机，所述车载障碍物检测主机通过第二检测单元获取第二障碍物检测信息，包括：通过所述激光相机、所述微光相机和所述红外相机分别获取激光图像、微光图像以及红外图像；所述车载障碍物检测主机根据所述激光图像、所述微光图像以及所述红外图像获取第二障碍物检测信息。

10、可选的，所述车载障碍物检测主机根据所述激光图像、所述微光图像以及所述红外图像获取第二障碍物检测信息，包括：所述车载障碍物检测主机对所述激光图像、所述微光图像以及所述红外图像分别进行语义分割，识别各个图像中的障碍物；所述车载障碍物检测主机将从各个图像中识别的所有障碍物进行融合，得到所述第二障碍物检测信息。

11、可选的，所述车载障碍物检测主机根据所述激光图像、所述微光图像以及所述红外图像获取第二障碍物检测信息，包括：所述车载障碍物检测主机对所述激光图像、所述微光图像以及所述红外图像进行图像融合；所述车载障碍物检测主机对融合后的图像进行语义分割，识别融合图像中的障碍物，得到所述第二障碍物检测信息。

12、从上面所述可以看出，本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明提供的一种车路协同障碍物检测系统及方法，车路协同障碍物检测系统包括：地面协同感知单元和车载障碍物检测单元，所述地面协同感知单元包括：至少一个部署于地面的第一检测单元和与所述第一检测单元连接的地面服务器，所述车载障碍物检测单元包括：车载障碍物检测主机以及与所述车载障碍物检测主机连接的至少一个第二检测单元；所述地面服务器通过所述第一检测单元获取第一障碍物检测信息并传输至所述车载障碍物检测主机，所述车载障碍物检测主机通过所述第二检测单元获取第二障碍物检测信息，所述车载障碍物检测主机与所述地面服务器无线通信，所述车载障碍物检测主机融合所述第一障碍物检测信息和第二障碍物检测信息并进行决策，最终识别出障碍物，能够实现车地协同感知障碍物，并满足全天时感知障碍物的需求。

技术特征：

1.一种车路协同障碍物检测系统，其特征是，所述车路协同障碍物检测系统包括：地面协同感知单元和车载障碍物检测单元，所述地面协同感知单元包括：至少一个部署于地面的第一检测单元和与所述第一检测单元连接的地面服务器，所述车载障碍物检测单元包括：车载障碍物检测主机以及与所述车载障碍物检测主机连接的至少一个第二检测单元；所述地面服务器通过所述第一检测单元获取第一障碍物检测信息并传输至所述车载障碍物检测主机，所述车载障碍物检测主机通过所述第二检测单元获取第二障碍物检测信息，所述车载障碍物检测主机与所述地面服务器无线通信，所述车载障碍物检测主机融合所述第一障碍物检测信息和第二障碍物检测信息并进行决策，最终识别出障碍物。

2.如权利要求1所述的车路协同障碍物检测系统，其特征是，所述第一检测单元为视觉传感器，设置在铁路沿线或咽喉地带。

3.如权利要求1所述的车路协同障碍物检测系统，其特征是，所述第一检测单元获取障碍物位置信息并传输至所述地面服务器，所述地面服务器根据所述障碍物位置信息以及从车载通信设备接收到的列车位置信息生成障碍物的实时位置列表，根据所述实时位置列表获取实时的障碍物位置信息。

4.如权利要求1所述的车路协同障碍物检测系统，其特征是，所述第二检测单元包括激光雷达，所述激光雷达发射激光，并根据采集的点云数据获取所述障碍物状态信息，所述障碍物状态信息至少包括障碍物类型、所述障碍物与列车的距离以及所述障碍物的三维坐标信息。

5.如权利要求1所述的车路协同障碍物检测系统，其特征是，所述第二检测单元还包括激光相机、微光相机和红外相机，所述激光相机用于获取所述障碍物的激光图像并传输至所述车载障碍物检测主机，所述微光相机用于获取所述障碍物的微光图像并传输至所述车载障碍物检测主机，所述红外相机用于获取所述障碍物的红外图像并传输至所述车载障碍物检测主机。

6.一种应用于如权利要求1-5中任一项所述的车路协同障碍物检测系统的车路协同障碍物检测方法，其特征是，所述车路协同障碍物检测方法包括：

7.如权利要求6所述的车路协同障碍物检测方法，其特征是，所述地面服务器通过第一检测单元获取第一障碍物检测信息并传输至车载障碍物检测主机，包括：

8.如权利要求6所述的车路协同障碍物检测方法，其特征是，第二检测单元包括激光相机、微光相机和红外相机，所述车载障碍物检测主机通过第二检测单元获取第二障碍物检测信息，包括：

9.如权利要求8所述的车路协同障碍物检测方法，其特征是，所述车载障碍物检测主机根据所述激光图像、所述微光图像以及所述红外图像获取第二障碍物检测信息，包括：

10.如权利要求8所述的车路协同障碍物检测方法，其特征是，所述车载障碍物检测主机根据所述激光图像、所述微光图像以及所述红外图像获取第二障碍物检测信息，包括：

技术总结本发明提供一种车路协同障碍物检测系统及方法，包括：地面协同感知单元和车载障碍物检测单元，地面协同感知单元包括：至少一个部署于地面的第一检测单元和与第一检测单元连接的地面服务器，车载障碍物检测单元包括：车载障碍物检测主机以及与车载障碍物检测主机连接的至少一个第二检测单元；地面服务器通过第一检测单元获取第一障碍物检测信息并传输至车载障碍物检测主机，车载障碍物检测主机通过第二检测单元获取第二障碍物检测信息，车载障碍物检测主机与地面服务器无线通信，车载障碍物检测主机融合第一障碍物检测信息和第二障碍物检测信息并进行决策，最终识别出障碍物。本发明能够实现车地协同感知障碍物，并满足全天时感知障碍物的需求。技术研发人员：文林,蒋国涛,皮志超,谭斌,罗朔,贺谦,张平,冷冰涵,马榆权受保护的技术使用者：株洲中车时代电气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19