[发明专利]一种基于多传感器融合的列车车皮识别与测距方法

说明书

本发明公开了一种基于多传感器融合的列车车皮识别与测距方法，包括以下步骤：S1双传感器对目标区域数据进行采集与处理，得到各自的标准数据；S2根据各自的标准数据，搭建数据融合平台，并得到有效目标区域；S3根据有效目标区域对目标进行识别与检测；S4在有效目标区域中提取目标车皮的距离信息，将得到的是否目标车皮的信息和对应的距离信息实时传递至前端。本发明能自动地测量出列车车尾部与待挂车皮之间距离，并实时为机车司机提供该距离参数，便于机车实时、准确地调整列车速度，最终达到可靠、安全地挂接待挂列车。

技术领域

本发明属于交通控制系统技术领域，具体涉及一种基于多传感器融合的列车车皮识别与测距方法。

背景技术

目前，货运列车在货场挂接车皮采用人工方法实现，该方法利用人眼目测的方式测量列车与待挂车皮之间的距离，误差较大，机车司机利用该距离参数调整车速不够精确，影响车皮挂接作业的工作质量。另外，由于受季节、天气、遮挡和光线等因素的影响，使得人工目测距离时会受到进一步的影响，使得作业效率进一步降低。

列车的驾驶人员与引导员收到命令后通过肉眼观察与分辨后按照相关程序协同完成，待挂接的车皮分布于不同的岔道上，火车司机负责将火车驶入待挂车皮的岔道并用肉眼判断距离以控制速度完成挂接，这种挂接方式被广泛用于全国大部分货运铁路。但人工作业具有如下缺点。第一，调度策略复杂，交通效率低下。第二，人工作业可控性低，易产生误判与疏忽，而造成作业事故(车速过快(大于5km/h)时，发生车皮碰撞，造成车皮本体变形；车速过慢(小于5km/h)时，推理不足，造成车皮挂接不上)。第三，受天气影响严重，例如午夜时间，受光照条件影响的人工调度能力会大大降低。

目前，主流测距传感器技术如红外测距的优点是价格便宜，工作过程安全，但抗干扰性差，距离近(有效距离通常在十米以内)，方向性差；激光雷达测距的优点是精确，缺点是工作过程需要注意人体安全，且制作的难度较大，成本较高，而且光学系统需要保持干净，否则将影响测量；毫米波雷达测距距离远(有效距离通常在100米以内)实时性好而虚警率高，视觉传感器识别能力强，缺点是测距策略复杂且精度低。由于环境因素的影响，比如季节变化造成的寒冷环境(零下十度左右)、雾天雨天夜晚等的低能见度环境、工作现场(货厂)非目标物体造成遮挡或干扰的复杂环境，虽然研究人员在传感器研究领域通过改进系统硬件性能并优化算法，或提出新的系统方案，并大幅提高单一传感器的性能，然而在上述复杂的交通工况中单一传感器精确的感知能力仍然有待提高，为此研究人员逐步开始关注多传感器信息融合的识别方法，且近年来软硬件技术的进步与数学算法的飞速发展，为多传感器融合提供了技术上与理论上的支撑。通过各种算法与数学模型可以自动检测出前方目标的距离。这种可控性高、自动化程度高的控制模式逐步成为国内外的研究热点与技术攻关领域。故为满足工作过程需要，所述传感器选择包括毫米波雷达及单目RGB视觉传感器融合的传感器，优势互补，可降低单一依赖性并提高性能以达到目标。

发明内容

本发明公开了一种基于多传感器融合的列车车皮识别与测距方法，该方法采用毫米波雷达与视觉传感器融合的方式，自动地测量出列车车尾部与待挂车皮之间距离，并实时为机车司机提供该距离参数，便于机车实时、准确地调整列车速度，最终达到可靠、安全地挂接待挂列车。

本发明通过以下技术方案实现：一种基于多传感器融合的列车车皮识别与测距方法，所述方法包括以下步骤：

S1双传感器对目标区域数据进行采集与处理，得到各自的标准数据；

S2根据各自的标准数据，搭建数据融合平台，并得到有效目标区域；

S3根据有效目标区域对目标进行识别与检测；

S4在有效目标区域中提取目标车皮的距离信息，将得到的是否目标车皮的信息和对应的距离信息实时传递至远程终端控制器。

进一步的，步骤S1中包括：