一种列车前方障碍物监控方法及监控系统与流程

本发明属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车前方障碍物监控方法及监控系统。

背景技术：

随着轨道交通的迅捷发展，对于轨道交通系统的安全是否可靠、运营是否高效显得尤其重要，但目前的列车一般不装备安全预警系统，大都是通过司机人工驾驶按固定限速运行，并需要安排轨道工在轨道上巡视，因此存在大量人为操作的不稳定因素，导致安全性很低。

而有些列车虽然安装有预警系统，即通过在列车头上安装轨道探测装置，从而对列车行驶方向的前方轨道时候存在有障碍物进行探测预警，但是这些探测装置的探测距离不够远，有时即使预警系统探测到障碍物了也不够足够的制动距离，存在有一定的安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于至少一定程度上解决现有技术中的不足，提供一种列车前方障碍物监控方法及监控系统。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种列车前方障碍物监控方法，应用于监控系统，所述监控系统包括设置于列车上的监控终端、以及沿轨道延伸方向间隔分布设置的多个视频采集终端，各所述视频采集终端用于采集所述轨道各位置的图像数据；所述方法包括：

s10、控制所述监控终端实时侦听各所述视频采集终端发送的无线电波信号；

s20、当所述监控终端侦听到所述无线电波信号后，与对应的视频采集终端建立通信连接，并接收该视频采集终端所采集的图像数据；

s30、控制所述监控终端显示列车前方最接近的至少一个视频采集终端所采集的图像数据。

优选地，所述方法于步骤s10之前还包括：

s00、所述视频采集终端初始处于休眠状态，并间歇性的向外发送包括有握手报文的无线电波信号。

优选地，所述步骤s20具体包括：

s21、当所述监控终端侦听到所述无线电波信号后，与对应的视频采集终端建立通信连接；

s22、控制建立连接的所述视频采集终端从休眠状态切换至工作状态，并使所述视频采集终端采集所处位置的轨道的图像数据；

s23、当所述列车行驶至所述无线电波信号的信号强度大于预设的信号阈值后，控制所述视频采集终端将所述图像数据发送至所述监控终端。

优选地，所述步骤s22之后还包括：

对所采集的图像数据进行分析，当判断出图像数据中的轨道上存在有障碍物时，生成告警信息并发送给所述监控终端。

优选地，所述步骤s22之后还包括：

获取环境检测传感器所生成的环境数据，对所述环境数据进行分析，当判断出所述视频采集终端所处位置存在有威胁事件发生时，生成告警信息并发送给所述监控终端。

优选地，所述步骤s30具体包括：

s31、检测所述监控终端与已建立通信连接的各视频采集终端之间的距离；

s32、控制所述监控终端从已建立通信连接的各视频采集终端中选取距离最近的至少一个视频采集终端所采集的图像数据进行显示。

优选地，所述方法还包括：

s40、根据所述监控终端与某一个所述视频采集终端之间的距离越来越大、且超过预设距离时，控制该视频采集终端由工作模式转换成休眠模式。

另一方面，本发明提供了一种监控系统，包括监控终端和多个视频采集终端，所述多个视频采集终端沿轨道的延伸方向间隔分布，并与所述监控终端通信连接，用于采集所述轨道各位置的图像数据，并将所述图像数据发送至所述监控终端；所述监控终端设于列车上，用于接收各所述视频采集终端所发送的图像数据，并按行驶方向始终将列车前方最接近的至少一个所述视频采集终端所返回的图像数据进行显示。

又一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的监控方法。

本发明实施例所提供的列车前方障碍物监控方法及监控系统，所述方法通过设于轨道上的各视频采集终端来采集轨道各位置的图像数据，并将这些图像数据发送给监控终端，监控终端实时显示列车前方一个或多个视频采集终端所返回的图像数据，从而使列车驾驶员可直观的查看列车前方的轨道情况，可提前知道列车前方轨道各位置是否存在障碍物，保证了轨道交通运行时的安全性。

进一步地，所述方法还可通过获取预设在视频采集终端上的震动传感器的震动信号，从而可一定程度上预测到列车前方的轨道区域内是否存在有威胁情况发生，进一步保证了列车行驶过程中的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明监控系统实施例的方框示意图；

图2为本发明监控终端实施例的细化方框示意图；

图3为本发明视频采集终端实施例的细化方框示意图；

图4为本发明列车前方障碍物监控方法实施例的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本发明实施例所提供的一种监控系统的方框示意图。本发明实施例的监控系统包括监控终端10和多个视频采集终端20，所述多个视频采集终端20沿轨道的延伸方向间隔分布，并与所述监控终端10通信连接，用于采集所述轨道各位置的图像数据，并将所述图像数据发送至所述监控终端10；所述监控终端10设于列车上，用于接收各所述视频采集终端20所发送的图像数据，并按行驶方向始终将列车前方最接近的至少一个所述视频采集终端20所返回的图像数据进行显示。

其中，各视频采集终端20沿轨道延伸方向间隔分布设置，各相邻两个视频采集终端20之间的间隔距离可不相等，即视频采集终端20可根据实际情况间隔的分布在轨道边上，例如主要分布在各种隧道、弯道、雾区以及地质不稳定区域（例如泥石流、落石、落石等高发区域）时其间隔距离可短些，而分布在平原等视野较好的区域时其间隔距离可长些。

监控终端10包括第一天线11、第一图像处理模块12、显示模块13、第一处理器14以及存储器15，每一视频采集终端20包括摄像单元23、第二图像处理模块22、第二天线21以及第二处理器24。监控终端10和视频采集终端20自身中各元件模块之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。

需要理解的是，监控系统还包括至少一个以软件或固件的形式存储于所述存储器15中的软件功能模块，处理器通过运行存储在存储器15内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例中的监控方法。

其中，所述存储器15可以为但不限于随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦除只读存储器(eeprom)等。存储器15用于存储程序，第一处理器14在接收到执行指令后，执行存储器15中的所述程序。

第一处理器14和第二处理器24可以是一种集成电路芯片，具有数据的处理能力，也可以是通用处理器，包括中央处理器(cpu)或网络处理器(npu)等，可以实现或者执行本发明实施例中公开的各方法及步骤，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

第一天线11和第二天线21用于直接使监控终端10以及各视频采集终端20之间建立通信连接，实现数据的收发操作，并且当列车在接近视频采集终端20一定距离时才进行通信连接实现图像数据的收发，而当列车经过了视频采集终端20的位置后，监控终端10断开与该视频采集终端20的通信连接。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，监控系统还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

如图2和图3所示，第一图像处理模块12和第二图像处理模块22均可以包括图像格式转换器、图像动态压缩编码器、ip流数据形成器、ip流/基带码流转换器、调制解调器以及功率放大和低噪音接收模组；视频采集终端20的摄像单元23与第二图像处理模块22中的图像格式转换器电性连接，其采集到对应位置的轨道图像数据后，经过第二图像处理模块22处理后通过第二天线21发送出去；第一天线11与第一图像处理模块12中的功率放大和低噪音接收模组电性连接，监控终端10的第一天线11接收到第二天线发送的图像数据后，通过第一图像处理模块12处理后由显示模块13进行显示，从而使列车驾驶员可直观的查看列车前方的轨道情况，可提前知道列车前方轨道各位置是否存在障碍物，保证了轨道交通运行时的安全性。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质包括计算机程序，所述计算机程序运行时控制所述可读存储介质所在监控系统执行下面的列车前方障碍物监控方法。

图4示出了本发明实施例所提供的一种列车前方障碍物监控方法的流程图。所述方法有关的流程所定义的方法步骤应用于上述监控系统中。下面将对图4所示的具体流程进行详细阐述：

s00、所述视频采集终端初始处于休眠状态，并间歇性的向外发送包括有握手报文的无线电波信号。

所述视频采集终端处于休眠模式时，仅通过天线向外发送包括有握手报文的无线电波信号，而摄像单元以及其他功能模块处于关闭状态，从而节省视频采集终端的能耗；所述视频采集终端处于工作模式时，其摄像单元以及其他功能模块处于开启状态；如此可使轨道上的各视频采集终端在列车没有驶近时，处于休眠状态，节省了能耗。

另外，可通过设定视频采集终端所发送无线电波信号的参数，使通过天线向外辐射的无线电波信号的有效距离控制在一定范围（例如设定为5km左右）内，只有当列车行驶至该范围内时，列车上的监控终端才可接收到该包括有握手报文的无线电波信号。

s10、控制所述监控终端实时侦听各所述视频采集终端发送的无线电波信号。

列车逐渐向前行驶中，会逐步进入列车行驶方向前方各视频采集终端的无线电波信号的有效范围内，监控终端从而可依次接收到列车前方各视频采集终端所发送携带握手报文的无线电波信号。

可以理解的是，多个间隔距离较短的视频采集终端可形成一个局域的自组无线通信网络，最接近列车的一个视频采集终端间歇性的发送具有握手报文的无线电波信号，当列车接收到该无线电波信号后，可接入到该无线通信网络中，从而与该无线通信网络中的所有视频采集终端建立通信连接。

s20、当所述监控终端侦听到所述无线电波信号后，与对应的视频采集终端建立通信连接，并接收该视频采集终端所采集的图像数据。

监控终端根据解析所接收无线电报信号中的握手报文信息，从而与对应的视频采集终端建立通信连接，监控终端根据接收到无线电波信号的数量从而与对应的多个视频采集终端建立通信连接，并在列车行驶至无线电波信号强度能容纳视频数据传输时，控制对应的视频采集终端将其所采集到的图像数据发送给视频采集终端。

s30、控制所述监控终端显示列车前方最接近的至少一个视频采集终端所采集的图像数据。

在实际应用中，可根据监控终端的显示模块或所连接的显示器的大小来决定所显示视频采集终端的数量，通常将列车前方最近的四个或九个视频采集终端所采集的图像进行四宫格或九宫格进行显示，当然，也可以根据实际情况需要决定所显示视频采集终端的数量。

在一个实施例中，步骤s20具体包括以下步骤：

s21、当所述监控终端侦听到所述无线电波信号后，与对应的视频采集终端建立通信连接。

s22、控制建立连接的所述视频采集终端从休眠状态切换至工作状态，并使所述视频采集终端采集所处位置的轨道的图像数据。

也就是说，当列车行驶至监控终端可接收无线电波信号并与对应的视频采集终端建立通信连接后，唤醒该视频采集终端，使其从休眠状态切换为工作状态进行图像数据的采集。并对所采集的图像数据进行分析，当判断出图像数据中的轨道上存在有障碍物时，生成告警信息并发送给所述监控终端。

较佳地，视频采集终端在进入工作状态后，获取环境检测传感器所生成的环境数据，对所述环境数据进行分析，当判断出所述视频采集终端所处位置存在有威胁事件发生时，生成告警信息并发送给所述监控终端。该环境检测传感器包括设于视频采集终端上的压力传感器、震动传感器、gps传感器以及温度传感器中的一种或多种。

其中，压力传感器设于视频采集终端内部的封闭空间内，压力传感器来实时检测封闭空间内的压力值，当该压力值低于设定值后，产生告警信息。

通过震动传感器可检测视频采集终端所在位置周围地面的震动信息，并根据震动信息来判断周围是否有威胁事件（如泥石流、落石、山崩等）发生，如有则生成告警信息发送给监控终端；例如，当视频采集终端所在位置附近发生泥石流，但是未蔓延至视频采集终端的拍摄范围之内时，此时图像识别告警模块不会被触发告警，但是震动传感器可检测到异常的震动信息并生成对应的告警信息发送给监控终端，从而可一定程度上预测列车前方的轨道区域内是否存在有威胁情况放生，进一步保证了列车行驶过程中的安全。

通过gps传感器可识别视频采集终端的三维位置信息，从而根据三维位置信息的变化判断是否有人为产生或自然因素（如泥石流、落石、山崩等）而导致的位移，如有则生成对应的告警信息。

而通过温度传感器可获取视频采集终端所处位置的环境温度，当环境温度低于预设温度（例如极端低温）时，可开启视频采集终端内预设的加热器从而保证视频采集终端能正常工作。

s23、当所述列车行驶至所述无线电波信号的信号强度大于预设的信号阈值后，控制所述视频采集终端将所述图像数据发送至所述监控终端。

列车逐渐驶近视频采集终端过程中，监控终端所接收到该视频采集终端所发送的无线电波信号的信号强度越来越大，当该无线电波信号的信号强度大于一个预设的信号阈值时，此时监控终端距离该视频采集终端的距离大致在3km左右，表示可以稳定的进行视频数据传输，此时监控终端即可接收该视频采集终端所发送的图像数据，并根据以显示画面的数量选择是否进行显示。

在另一个实施例中，所述步骤s30具体包括如下步骤：

s31、检测所述监控终端与已建立通信连接的各视频采集终端之间的距离。

当监控终端根据接收到的无线电波信号而与对应的视频采集终端建立通信连接后，可根据两者之间的无线电波信号进行测距，从而可知道监控终端分别与已建立通信连接的各视频采集终端之间的距离。

s32、控制所述监控终端从已建立通信连接的各视频采集终端中选取距离最近的至少一个视频采集终端所采集的图像数据进行显示。

从而使列车驾驶员可直观的查看列车前方的轨道情况，可提前知道列车前方轨道各位置是否存在障碍物，保证了轨道交通运行时的安全性。另外，也可在轨道与道路有交叉的路口处设置视频采集终端，通过视频采集终端采集该道路上的图像数据，以使列车驾驶员可提前观察到该道路上上是否有车辆正在准备通过该交叉的路口，从而可使列车驾驶员提前判断是否需要进行减速，以避免列车与车辆发生碰撞的情况发生。

在又一个实施例中，本发明实施例的方法还包括如下步骤：

s40、根据所述监控终端与某一个所述视频采集终端之间的距离越来越大、且超过预设距离时，控制该视频采集终端由工作模式转换成休眠模式。

当通过无线电波信号测得监控终端与某一视频采集终端之间的距离越来越大时，表示列车的监控终端以及经过了该视频采集终端的位置；而该预设距离可根据监控终端所在列车的长度而确定，即当列车完全通过该视频采集终端的位置后，控制该视频采集终端进入休眠状态，等待与下一趟列车配合，如此减少了视频采集终端的功耗，节省了能源。

在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、车载计算机、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本发明所提供的技术方案的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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