隧道内的障碍物检测方法和系统与流程

本发明涉及轨道交通，尤其是涉及隧道内的障碍物检测方法和系统。

背景技术：

1、目前，轨道线路上，障碍物检测是保障行车安全的重要手段。现有的轨道障碍物检测，可分为接触式检测方式和非接触式检测方式。

2、接触式检测方式主要在列车的车头底部安装检测轨道内目标物的检测横梁，当检测横梁与轨道内的目标物发生碰撞时，通过机械电子传导方式告知列车有障碍物。

3、非接触式检测方式普遍采用车载方式，将视觉、雷达传感器安置在列车车头，此类方式相较于接触式检测方式，可实时发现行车前方障碍物，并实时通知所属列车，但也存在不足：

4、1)轨道列车惯性大，制动距离长，即使能发现障碍物，但在有限距离和时间内，仍不能有效保证列车和乘客的安全；

5、2)在列车行驶中，需实时采集分析行车前方的环境及障碍物，对分析算法的要求较高，不易兼顾检测的实时性和准确性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供隧道内的障碍物检测方法和系统，可以有效准确地检测出线路上的障碍物，提高检测效率，有效保证乘客的安全。

2、第一方面，本发明实施例提供了隧道内的障碍物检测方法，在隧道轨旁设置有感知单元，所述方法包括：

3、通过所述感知单元采集列车运行环境数据；

4、对所述列车运行环境数据进行分析，得到运行环境结构化信息和列车运行状态结构化信息，所述运行环境结构化信息包括轨道区域和所述障碍物的目标特征，所述列车运行状态结构化信息包括列车特征；

5、对所述运行环境结构化信息和所述列车运行状态结构化信息进行处理，得到驶经列车位置信息和障碍物目标信息；

6、根据所述驶经列车位置信息和所述障碍物目标信息判断是否存在所述障碍物；

7、如果存在，则触发报警。

8、进一步的，通过所述感知单元采集列车运行环境数据，包括：

9、当所述感知单元为视觉传感器时，通过所述视觉传感器采集视频图像；

10、当所述感知单元为激光雷达时，通过所述激光雷达采集雷达点云数据；

11、当所述感知单元包括所述视觉传感器和所述激光雷达时，通过所述视觉传感器采集所述视频图像，以及通过所述激光雷达采集所述雷达点云数据。

12、进一步的，对所述运行环境结构化信息和所述列车运行状态结构化信息进行处理，得到驶经列车位置信息和障碍物目标信息，包括：

13、利用分析算法从所述视频图像中检测出第一目标信息；

14、或者，

15、利用所述分析算法从所述雷达点云数据中检测出第二目标信息；

16、其中，所述第一目标信息和所述第二目标信息均包括轨道、列车和所述障碍物。

17、进一步的，对所述运行环境结构化信息和所述列车运行状态结构化信息进行处理，得到驶经列车位置信息和障碍物目标信息，包括：

18、将所述视频图像检测到的第一目标信息和所述雷达点云数据检测到的第二目标信息进行融合处理，得到融合后的目标；

19、根据所述融合后的目标的类别和目标位置重叠度进行判断；

20、将所述目标位置重叠度大于预设阈值的视频图像和雷达点云数据融合为同一目标，并设置第一置信度；

21、将所述目标位置重叠度小于所述预设阈值的视频图像和雷达点云数据作为两个单独目标，并设置第二置信度；其中，所述第一置信度的优先级高于所述第二置信度；

22、根据目标的深度信息计算所述驶经列车位置信息，并结合已构建的隧道3d空间和所述轨道区域，判定所述目标是否合理。

23、进一步的，将所述视频图像检测到的第一目标信息和所述雷达点云数据检测到的第二目标信息进行融合处理，得到融合后的目标，包括：

24、对所述激光雷达和所述视觉传感器进行内参标定和外参标定，得到标定参数；

25、对所述视频图像和所述雷达点云数据进行同步处理，根据时间戳匹配到与当前时间最接近的所述视频图像和所述雷达点云数据的两帧数据作为同步数据；

26、根据所述标定参数对所述同步数据进行映射，得到所述融合后的目标。

27、第二方面，本发明实施例提供了隧道内的障碍物检测系统，在隧道轨旁设置有感知单元，所述系统包括所述感知单元和计算单元；

28、所述感知单元，用于采集列车运行环境数据；

29、所述计算单元，用于对所述列车运行环境数据进行分析，得到运行环境结构化信息和列车运行状态结构化信息，所述运行环境结构化信息包括轨道区域和所述障碍物的目标特征，所述列车运行状态结构化信息包括列车特征；对所述运行环境结构化信息和所述列车运行状态结构化信息进行处理，得到驶经列车位置信息和障碍物目标信息；根据所述驶经列车位置信息和所述障碍物目标信息判断是否存在所述障碍物；如果存在，则触发报警。

30、进一步的，所述感知单元具体用于：

31、当所述感知单元为视觉传感器时，通过所述视觉传感器采集视频图像；

32、当所述感知单元为激光雷达时，通过所述激光雷达采集雷达点云数据；

33、当所述感知单元包括所述视觉传感器和所述激光雷达时，通过所述视觉传感器采集所述视频图像，以及通过所述激光雷达采集所述雷达点云数据。

34、进一步的，所述计算单元具体用于：

35、利用分析算法从所述视频图像中检测出第一目标信息；

36、或者，

37、利用所述分析算法从所述雷达点云数据中检测出第二目标信息；

38、其中，所述第一目标信息和所述第二目标信息均包括轨道、列车和所述障碍物。

39、第三方面，本发明实施例提供了电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的隧道内的障碍物检测方法。

40、第四方面，本发明实施例提供了具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行如上所述的隧道内的障碍物检测方法。

41、本发明实施例提供了隧道内的障碍物检测方法和系统，在隧道轨旁设置有感知单元，包括：通过感知单元采集列车运行环境数据；对列车运行环境数据进行分析，得到运行环境结构化信息和列车运行状态结构化信息，运行环境结构化信息包括轨道区域和所述障碍物的目标特征，列车运行状态结构化信息包括列车特征；对运行环境结构化信息和列车运行状态结构化信息进行处理，得到驶经列车位置信息和障碍物目标信息；根据驶经列车位置信息和障碍物目标信息判断是否存在障碍物；如果存在，则触发报警；可以有效准确地检测出线路上的障碍物，提高检测效率，有效保证乘客的安全。

42、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

43、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。