[发明专利]高铁车门防夹机构

摘要

本发明涉及一种高铁车门防夹机构，包括超声波检测设备、交流永磁同步伺服电机、电机驱动设备、正交式光电编码器以及主控制器，超声波检测设备确定在高铁车门的关闭端和与高铁车门对面的封闭端之间是否存在目标，交流永磁同步伺服电机用于驱动高铁车门水平移动以实现高铁车门的关闭，电机驱动设备与交流永磁同步伺服电机连接，正交式光电编码器确定高铁车门的关闭端的实时位置以及高铁车门的关闭速度，主控制器基于正交式光电编码器的输出和超声波检测设备的输出，确定发送给电机驱动设备的控制数据。通过本发明，能够根据高铁车门对面的目标情况进行车门速度的自适应控制。

主权项

1.一种高铁车门防夹机构，包括：超声波检测设备、交流永磁同步伺服电机、电机驱动设备、正交式光电编码器以及主控制器，所述超声波检测设备设置在高铁车门的关闭端，向与高铁车门对面的封闭端发送超声波信号并对反射的超声波进行接收，基于反射的超声波信号的接收时间确定在高铁车门的关闭端和与高铁车门对面的封闭端之间是否存在目标，其中，与高铁车门对面的封闭端用于和高铁车门的关闭端接触以实现高铁车门关闭，所述交流永磁同步伺服电机用于驱动所述高铁车门水平移动以实现所述高铁车门的关闭，所述交流永磁同步伺服电机包括电机转子，所述电机驱动设备与所述交流永磁同步伺服电机连接，用于实现对所述交流永磁同步伺服电机的驱动控制，所述正交式光电编码器与所述电机转子连接，用于确定高铁车门的关闭端的实时位置以及高铁车门的关闭速度，所述主控制器分别与所述超声波检测设备、所述交流永磁同步伺服电机、所述电机驱动设备以及所述正交式光电编码器连接，用于基于所述正交式光电编码器的输出和所述超声波检测设备的输出，确定发送给所述电机驱动设备的控制数据；所述超声波检测设备包括超声波发送器、超声波接收器以及AT89C51单片机，所述超声波发送器和所述超声波接收器都设置在高铁车门的关闭端；所述AT89C51单片机分别与所述超声波发送器和所述超声波接收器连接，用于确定所述超声波发送器的超声波发送时间和所述超声波接收器的超声波接收时间之间的时间差值，并基于所述时间差值和超声波的传播速度确定在高铁车门的关闭端和与高铁车门对面的封闭端之间是否存在目标；所述正交式光电编码器输出高铁车门的关闭端的实时位置以及高铁车门的关闭速度；其中，所述AT89C51单片机还与所述正交式光电编码器连接，用于基于高铁车门的关闭端的实时位置确定高铁车门的关闭端到与高铁车门对面的封闭端的实时距离；其中，所述AT89C51单片机基于所述时间差值和超声波的传播速度确定在高铁车门的关闭端和与高铁车门对面的封闭端之间是否存在目标包括：将所述时间差值的一半与超声波的传播速度相乘以获得反射距离，将所述反射距离与所述实时距离进行比较，当所述反射距离小于所述实时距离达到预设距离阈值时，发出存在目标信号，否则，发出无目标信号；其特征在于，所述机构还包括：电力转换设备，与高铁的310伏直流电源连接，用于将310伏直流电源的310伏直流电压转换成1.8伏、3.3伏、5伏以及12伏电压输出，为所述机构的各个部件提供电力供应；图像捕获设备，设置在高铁车门的关闭端，面向与高铁车门对面的封闭端进行封闭端图像数据捕获，以获得封闭端图像；白平衡处理设备，用于接收封闭端图像，并对白平衡图像执行自适应白平衡处理，以获得白平衡图像；参数提取设备，与白平衡处理设备连接，用于接收白平衡图像，基于白平衡图像的各个像素点的像素值确定白平衡图像像素值的均方差以作为目标均方差输出，对白平衡图像进行噪声分析，以获得噪声幅值排序前三大的三个主要噪声信号，基于三个主要噪声信号以及白平衡图像确定白平衡图像的信噪比以作为目标信噪比输出；所述主控设备与参数提取设备连接，用于接收目标均方差和目标信噪比，在目标信噪比小于等于预设信噪比阈值且目标均方差大于等于预设均方差阈值时，发出精细滤波信号，否则，发出粗糙滤波信号；精细滤波设备，与所述主控设备连接，用于在接收到精细滤波信号时，触发精细滤波设备对白平衡图像的滤波操作，具体滤波操作为：对接收到的白平衡图像进行小波分解以获得LL、LH、HL和HH四个子带，确定HH子带的均值，基于该均值计算小波收缩的最优阈值，基于小波收缩的最优阈值进行白平衡图像的小波重构以获取精细滤波设备输出的滤波图像；粗糙滤波设备，与所述主控设备连接，用于在接收到粗糙滤波信号时，触发粗糙滤波设备对白平衡图像的滤波操作，具体滤波操作为：对接收到的白平衡图像进行线性滤波处理以获取粗糙滤波设备输出的滤波图像；图像捕获设备白平衡处理设备参数提取设备精细滤波设备粗糙滤波设备图像识别设备，与精细滤波设备和粗糙滤波设备分别连接，用于接收精细滤波设备或粗糙滤波设备输出的滤波图像，基于预设人体外形特征对滤波图像进行人体检测，并在检测到人体时，发出人体识别信号，否则发出无人体信号；所述主控制器分别与所述图像识别设备、所述AT89C51单片机以及所述电机驱动设备连接，用于在接收到所述存在目标信号时，启动所述图像捕获设备、所述白平衡处理设备、所述参数提取设备、所述精细滤波设备、所述粗糙滤波设备以及所述图像识别设备，在接收到人体识别信号时，向所述电机驱动设备发送停止控制信号，在接收到无人体信号时，发出减速控制信号；其中，所述主控制器在接收到无目标信号时，关闭所述图像捕获设备、所述白平衡处理设备、所述参数提取设备、所述精细滤波设备、所述粗糙滤波设备以及所述图像识别设备，停止所述电力转换设备对述图像捕获设备、所述白平衡处理设备、所述参数提取设备、所述精细滤波设备、所述粗糙滤波设备以及所述图像识别设备的电力供应。