[发明专利]一种非接触式轨道车辆障碍物检测系统和安全控制方法

说明书

一种非接触式轨道车辆障碍物检测系统，根据车辆运行在不同路况、地点和自然环境的工况，以及障碍物的特性，对视频摄像装置、激光雷达装置、红外线测试装置、超声波测试装置、GPS多种测试源的输出数据进行数据融合，实现对多种测试装置的优势互补，完成对障碍物的检测和预警并控制车辆的运行，确保轨道车辆的安全运行，实现了非接触式的障碍物检测；提高了对障碍物检测和预警的精度，降低了误报、漏报率；实现在轨道车辆的全天候、全工况的障碍物测试和预警。

技术领域

本发明属于轨道车辆的安全防护领域，涉及车辆运行过程中对障碍物的非接触式检测。

背景技术

轨道车辆的运输具有运输量大、能源消耗低、安全性高、方便以及全天候运输等特点，世界上许多国家都将轨道车辆作为非常重要的基础交通设施。同时，随着城市轨道交通技术的发展，国内外一些大城市提出建设全自动无人驾驶地铁列车，提高运行效率。考虑到列车在运行的过程中速度快、惯性大，并且轨道运输中路面状况相对比较复杂，因此，非常有必要对轨道车辆运输系统的安全问题，特别是列车的行车安全问题进行深入的研究，障碍物检测就是其中的重要技术之一。

鉴于目前的障碍物检测技术多为接触式方式，或者为单一信息源的非接触式检测方式，接触式障碍物检测方式存在着检测距离有限、对列车会造成机械损害、检测设备无法重复利用的问题，而单一信息源的非接触式检测方式存在着不能实现实时检测与提前预警以及无法全天候、全工况检测的问题，因此，研发基于非接触式的能够提前实现预警以及能够全天候全工况工作的障碍物检测系统和控制方法成为必然需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道车辆的非接触式障碍物检测系统，能够在轨道车辆运行时利用多种测试装置完成对障碍物的全天候和全工况的非接触式实时检测和预警功能，满足车辆运行的安全需求。

为实现上述目的，本发明提供一种非接触式轨道车辆障碍物检测系统，其特征在于：包括视频摄像装置、激光雷达装置、红外线测试装置、超声波测试装置、GPS、数据融合装置和列车控制装置，视频摄像装置、激光雷达装置、红外线测试装置、超声波测试装置、GPS分别各自连接数据融合装置，数据融合装置连接列车控制装置，其中：

视频摄像装置用于利用立体视觉技术，对同一景象进行不同角度拍摄图片进行特性提取和匹配的原理对障碍物进行探测；

激光雷达装置用于根据对激光反射波的分析和识别对障碍物进行探测；

红外线测试装置用于根据热辐射特性对障碍物进行探测；

超声波测试装置用于根据对回波的特征分析获得障碍物的信息，对障碍物进行探测；

GPS用于获得列车的时间、运行速度和位置信息；

数据融合装置用于接收视频摄像装置、激光雷达装置、红外线测试装置、超声波测试装置和GPS的测试数据，进行数据融合；

列车控制装置用于接收数据融合装置融合后的障碍物信息，进行障碍物信息显示和对列车牵引和制动系统的控制。