一种用于高速铁路轨道的障碍物检测系统的制作方法

【技术领域】

本发明涉及高速铁路安防、防护领域，尤其涉及一种用于高速铁路轨道的障碍物检测系统。

背景技术：

高速铁路简称高铁，是指基础设施设计速度标准高、可供火车在轨道上安全高速行驶的铁路，列车运营速度在200km/h以上。目前，中国高速铁路里程占全世界三分之二。近年来，中国高铁已成为中国科技界的一张名片，在关键核心技术自主创新方面和整体技术方面，中国高铁持续领跑世界，中国高铁技术先进，然而，在高速铁路轨道障碍物检测方面，一直以来都没有一种方法能够真正实现对轨道障碍物的检测，轨道障碍物对于列车安全行驶至关重要，轨道障碍物无法检测也一直是高铁出行的一大安全隐患，因此，对于高铁轨道障碍物检测意义十分重大。

高铁轨道是支撑列车行驶的基础设施，轨道的安全与否直接影响着列车与乘客的安全，目前部分不法分子通过对高铁轨道设置障碍物，意图造成不良影响和社会恐慌，为了避免出现安全事故，对高铁轨道障碍物进行检测，本发明设计了一种用于高速铁路轨道的障碍物检测系统，该检测系统能够实现距离1000米的障碍物精确测量和视觉感知能力，同时通过紧急制动等措施，确保列车行驶的安全性和可靠性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种用于高速铁路轨道的障碍物检测系统，该检测系统解决了高铁轨道障碍物的检测问题，为高铁列车安全行驶提供了有力保障。

具体技术方案如下：

本发明提供了一种用于高速铁路轨道的障碍物检测系统，该系统包括：数据融合处理系统、双目视觉检测装置、回声检测装置、显示装置、数据存储装置和报警装置。

根据本发明一优选实施方式，所述双目视觉检测装置包括：图像采集模块、图像处理模块、信号分析模块和机械模块。

所述图像采集模块由图像采集芯片和镜头等组成，用于图像信号的采集。

所述图像处理模块由dsp和arm等组成，用于图像信号的预处理和特征信号提取。

所述信号分析模块集成了视觉感知技术，用于障碍物的定位。

所述图像采集模块、图像处理模块和信号分析模块分别安装于所述机械模块，通过机械模块固定在列车上。

根据本发明一优选实施方式，所述视觉感知技术是将图像信号处理算法和机器学习算法相结合进行空间扫描、物体检测、即时定位和地图构建。

根据本发明一优选实施方式，所述回声检测装置包括：信号发射模块、信号接收模块、信号分析模块和机械模块。

所述信号发射模块由声发射器组成，用于声波信号的发送。

所述信号接收模块由声传感器组成，用于声波反射信号的接收。

所述信号分析模块集成了回声定位技术，用于障碍物方位、大小的判断。

所述信号发射模块、信号接收模块、信号分析模块分别安装于所述机械模块，通过机械模块固定在列车上。

根据本发明一优选实施方式，所述回声定位技术是利用钢轨作为声波的传播媒介以及钢轨传播声速快的特点，从而实现即使在弯道也能接收回波的能力。通过接收运动过程中左右轮轨的回声判断障碍物方位，由回声强度判断障碍物大小。

根据本发明一优选实施方式，所述数据融合处理系统是将所述双目视觉检测装置和回声检测装置中分析的信息通过人工智能自学习算法对信号进行特征提取，与不同障碍物的数据库进行比较，并运用数据融合技术对信号进行分析，实现轨道障碍物的准确检测。

本发明具有以下优点：

1、本检测系统可实现对轨道障碍物远距离检测(1000米)，为高铁制动预留足够空间，能够实现制动、停车。

2、本检测系统在对信号进行处理时，采用人工智能自学习算法，具有自适应功能，能够消除不同地形、不同气候等环境因素带来的误差。

有鉴于此，本发明提供了一种用于高速铁路轨道的障碍物检测系统，为高铁列车安全行驶提供了有力保障。

【附图说明】

图1为本发明提供的高速铁路轨道障碍物检测系统的总体结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1所示为本发明的总体结构示意图，系统由数据融合处理系统、双目视觉检测装置、回声检测装置、显示装置、数据存储装置和报警装置组成。其中，双目视觉检测装置由图像采集模块、图像处理模块、信号分析模块和机械模块组成，回声检测装置由信号发射模块、信号接收模块、信号分析模块和机械模块组成。

工作流程如下：

1、双目视觉检测装置中的图像采集模块将列车前方的图像信号进行采集，采集到的图像信号传送至图像处理模块进行预处理和特征信号提取，最后利用信号分析模块中的图像信号处理算法和机器学习算法相结合的视觉感知技术完成空间扫描、物体检测、即时定位和地图构建。

2、回声检测装置中的信号发射模块通过声发射器将声波信号沿钢轨发送出去，当遇到障碍物时声波反射回来被信号接收模块中的声传感器接收，最后通过信号分析模块中回声定位技术，即利用钢轨作为声波的传播媒介以及钢轨传播声速快的特点，从而实现即使在弯道也能接收回波的能力。通过接收运动过程中左右轮轨的回声判断障碍物方位，由回声强度判断障碍物大小，进而实现障碍物方位、大小的判断。

3、双目视觉检测装置和回声检测装置中分析的信息上传至数据融合处理系统，通过人工智能自学习算法对信号进行特征提取，与不同障碍物的数据库进行比较，并运用数据融合技术对信号进行分析，实现轨道障碍物的准确检测。

4、数据融合处理系统将分析后的数据上传至显示装置、数据存储装置和报警装置，显示物体的位置、类型和大小，并进行报警和数据存储。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

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