[发明专利]一种列车障碍物探测线路数据生成方法及系统

说明书

本发明涉及轨道交通领域，公开了一种列车障碍物探测线路数据生成方法及系统，其技术方案要点是在列车上安装三维激光雷达，并将三维激光雷达的探测面朝向待测轨道；驱动列车在待测轨道上移动，并利用三维激光雷达按照指定的距离录取雷达数据帧；将所有的雷达数据帧的图像叠加，得到待测轨道线路数据，方法简单，能够快速生成，更加实用，计算的精度也非常高，并且对场景的要求，对设备的要求都不高，一般工程技术人员就可以完成，更加合适于实际应用。

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，更具体地说，它涉及一种列车障碍物探测线路数据生成方法及系统。

背景技术

轨道交通列车驾驶由原来的有人驾驶阶段发展到无人驾驶阶段，过去司机人眼观察线路的工作必须由传感系统代替，在这个背景下，障碍物探测已经成为列车装备的一个配置项。

障碍物探测依赖于线路场景，故如何快速有效、精确地生成线路数字坐标是一项必须要完成的工作。

线路数据目前有多种方法生成：例如使用GPS和使用点云数据的SLAM算法，GPS生成的线路受GPS定位精度和GPS信号的影响，一般误差比较大，一些场景信号遮挡还没有办法生成，所以不便于实际使用；SLAM方法对专业人员的技能要求很高，而且需要专业设备，在隧道等有些环境下制作复杂，使用难度高，尤其是，在一些场景中是不是能使用RTK-SLAM方法的，所以线路数据生成就成为了难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种列车障碍物探测线路数据生成方法及系统，方法简单，能够快速生成，更加实用，计算的精度也非常高，并且对场景的要求，对设备的要求都不高，一般工程技术人员就可以完成，更加合适于实际应用。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种列车障碍物探测线路数据生成方法，包括如下步骤：

在列车上安装三维激光雷达，并将三维激光雷达的探测面朝向待测轨道；

驱动列车在待测轨道上移动，并利用三维激光雷达按照指定的距离录取雷达数据帧；

将所有的雷达数据帧的图像叠加，得到待测轨道线路数据。

作为本发明的一种优选技术方案，将所有的雷达数据帧的图像叠加，得到待测轨道线路数据的步骤还包括以下子步骤：预先将所有的雷达数据帧按照录取顺序进行编号；

预先用可视化软件对所有的雷达数据帧进行展示并建立与编号对应的第n坐标系；

在第n雷达数据帧中找出第n特殊标志点，并记录第n特殊标志点在第n坐标系的坐标，同时记录第n坐标系中第n轨道线的坐标；

在第n+1雷达数据帧找到第n特殊标志点，并记录第n特殊标志点在第n+1坐标系的坐标，同时记录第n+1坐标系中第n+1轨道线的坐标；

通过对第n特殊标志点的第n坐标系坐标和第n+1坐标系坐标的换算，得到第n坐标系和第n+1坐标系的换算关系；

根据第n坐标系和第n+1坐标系的换算关系，将第n+1坐标系中的第n+1轨道线的坐标换算成第n坐标系的坐标；

直到所有雷达数据帧中包含的轨道线的坐标都被换算成第一坐标系的坐标后，在第一坐标系中按照所有轨道线对应于第一坐标系的坐标进行描绘总的轨道线。

作为本发明的一种优选技术方案，所述可视化软件为CloudCompare。

作为本发明的一种优选技术方案，所述三维激光雷达每间隔50米就录取一次雷达数据帧。

一种列车障碍物探测线路数据生成系统，包括：

列车，用于安装三维激光雷达并带动所述三维激光雷达在待测轨道上移动；

三维激光雷达，将探测面朝向待测轨道，并按照指定的距离录取雷达数据帧；