一种基于自轮运转设备的工器具防护系统及方法与流程

本技术属于轨道交通自动化控制，具体涉及一种基于自轮运转设备的工器具防护系统及方法。

背景技术：

1、自轮运转设备，包含内燃机车、轨道车、作业车、大型养护机械等。在轨道交通施工作业天窗点内，施工单位多，人员、施工机械、工具材料等都会进入施工限界之内，自轮运转设备在作业区间的运行存在安全隐患：通信不畅、瞭望距离不足、司机瞭望不及时、未及时发现限界内的人员或异物；施工人员未发现驶来的自轮运转设备；施工人员下道晚；施工人员未及时把工具材料撤到施工限界之外等。

2、现有自轮运转设备的防撞预警系统，采用卫星定位信息互传方法，通过卫星定位模块检测设备位置。该方法的缺点是在山区、隧道、阴雨天气等环境条件下，无法接收卫星定位信号，依赖车载速度计进行里程和间距测量，累积误差过大。该方法仅可解决自轮运转设备间防碰撞的需求。

3、若采用毫米波雷达等接近信息探测，图像识别技术等的自轮运转设备防碰撞方法及系统，无法解决低环境照度、雨雪雾天气等场景下，小目标工器具的识别问题，无法准确识别工器具侵限。

技术实现思路

1、基于上述技术问题，本技术提出一种基于自轮运转设备的工器具防护系统及方法。

2、第一方面，本技术提出一种基于自轮运转设备的工器具防护系统，包括：

3、热成像相机，用于根据开启防护信息，获取热辐射图像，所述热辐射图像包括：自轮运转设备施工作业线路以及目标工器具；

4、成像装置，用于根据开启防护信息，获取二维图像，所述二维图像包括：自轮运转设备施工作业线路以及目标工器具；

5、第一识别模块，用于将所述热辐射图像输入预训练的热辐射识别模型中，得到第一识别结果；

6、第二识别模块，用于将所述二维图像输入预训练的二维图像识别模型中，得到第二识别结果；

7、信息预警模块，用于根据第一识别结果或第二识别结果，发送报警信息。

8、所述基于自轮运转设备的工器具防护系统，还包括：

9、线路坐标获取模块，用于获取自轮运转设备的施工作业线路的坐标信息；

10、卫星定位模块，用于获取自轮运转设备的当前三维坐标；

11、坐标转换模块，用于将所述当前三维坐标转换为二维坐标；

12、防护开启模块，用于在所述二维坐标落在施工作业线路的坐标信息中的情况下，发送开启防护信息。

13、所述基于自轮运转设备的工器具防护系统，还包括：

14、惯性导航模块，用于在卫星定位模块无法获取到自轮运转设备的当前三维坐标的情况下，获取自轮运转设备的加速度；

15、里程计，用于在卫星定位模块无法获取到自轮运转设备的当前三维坐标的情况下，获取自轮运转设备的里程数据；

16、位置更新模块，用于在某一时刻里程数据为多个并且同一时刻加速度的数值无变化的情况下，采用多个里程数据中的第一个里程数据以及卫星定位模块获取的自轮运转设备的最后一个三维坐标，得到自轮运转设备的当前三维坐标。

17、所述位置更新模块，还用于在所述里程数据为一个的情况下，采用所述里程数据以及卫星定位模块获取的自轮运转设备的最后一个三维坐标，得到自轮运转设备的当前三维坐标。

18、所述第一识别模块包括：

19、第一图像判断单元，用于根据热辐射值，提取热辐射图像中的施工作业线路图像以及目标工器具图像，并判断目标工器具是否为预训练工器具；

20、第一模型识别单元，用于在所述目标工器具为预训练工器具的情况下，将热辐射图像中的施工作业线路图像以及目标工器具图像输入预训练的热辐射识别模型中，得到所述目标工器具为影响自轮运转设备运行的工器具或所述目标工器具为未影响自轮运转设备运行的工器。

21、所述第一识别模块还包括：

22、断层识别单元，用于在所述目标工器具为未预训练工器具的情况下，根据所述目标工器具以及施工作业线路的热辐射值，判断目标工器具是否在施工作业线路上，在目标工器具在施工作业线路上并且目标工器具的面积大于预设定数值的情况下，则目标工器具为影响自轮运转设备运行的工器具；在目标工器具在施工作业线路上并且目标工器具的面积小于或等于预设定数值的情况下，则目标工器具为能够被自轮运转设备扫除的工器具；在目标工器具未在施工作业线路上的情况下，则目标工器具为未影响自轮运转设备运行的工器具。

23、所述第二识别模块包括：

24、第二图像判断单元，用于在所述二维图像中提取自轮运转设备施工作业线路以及目标工器具的特征，并判断目标工器具是否为预训练工器具；

25、第二模型识别单元，用于在所述目标工器具为预训练工器具的情况下，将自轮运转设备施工作业线路以及目标工器具的特征输入预训练的二维图像识别模型中，得到所述目标工器具为影响自轮运转设备运行的工器具或所述目标工器具为未影响自轮运转设备运行的工器。

26、所述信息预警模块，还包括：在目标工器具为影响自轮运转设备运行的工器具的情况下，发送影响运行的报警信息；在目标工器具为能够被自轮运转设备扫除的工器具的情况下，发送注意工器具位置变化的报警信息；在目标工器具为未影响自轮运转设备运行的工器具的情况下，不发送报警信息。

27、所述基于自轮运转设备的工器具防护系统，还包括：

28、测距装置，用于获取施工作业线路上的各种目标与自轮运转设备之间的距离；

29、距离对应模块，用于将热辐射图像或二维图像中目标工器具所在的像素坐标输入到预训练的距离模型中，得到目标工器具与自轮运转设备之间的距离；所述距离模型是通过测距装置获取的距离以及目标工器具所在的像素坐标之间的对应关系训练得到的。

30、所述基于自轮运转设备的工器具防护系统，还包括：制动模块，用于目标工器具为影响自轮运转设备运行的工器具的情况下，根据目标工器具与自轮运转设备之间的距离、预设定制动加速度以及自轮运转设备的当前速度，计算得到自轮运转设备的当前速度制动至零时的距离，在报警信息无应答的情况下，采用所述当前速度制动至零时的距离对所述自轮运转设备进行制动。

31、第二方面，本技术提出一种基于自轮运转设备的工器具防护方法，包括：

32、根据开启防护信息，获取热辐射图像，所述热辐射图像包括自轮运转设备施工作业线路以及目标工器具；

33、根据开启防护信息，获取二维图像，所述二维图像包括：自轮运转设备施工作业线路以及目标工器具；

34、将所述热辐射图像输入预训练的热辐射识别模型中，得到第一识别结果；

35、将所述二维图像输入预训练的二维图像识别模型中，得到第二识别结果；

36、根据第一识别结果或第二识别结果，发送报警信息。

37、第三方面，本技术提出一种电子设备，包括：一个或多个处理器，以及存储器，所述存储器存储指令，当所述指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行所述的基于自轮运转设备的工器具防护方法。

38、第四方面，本技术提出一种计算机可读存储介质，其存储有可执行指令，所述指令当被执行时使得处理器执行所述的基于自轮运转设备的工器具防护方法。

39、有益效果：

40、本技术提出一种基于自轮运转设备的工器具防护系统及方法，本技术不仅仅依赖于单一的某种技术，而是将毫米波探测技术与热成像技术、可见光多光谱视觉技术融合，并结合卫星定位和lte通信技术获取施工作业线路的里程坐标信息，对复杂情况下进行识别、测距、预警。在降低误报率并且不影响自轮运转设备正常行驶的情况下，最大限度实现工器具的碰撞防护。