[發明專利]基于二維激光雷達的鐵路線路障礙物自動識別方法

在審

• 申請號: 201711018781.7
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107966711A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 劉大慶;朱林;孫光緒;程傳斌;潘新華;郜志昌;何秋奇;喬衛杰
• 申請（專利權）人: 河南輝煌科技股份有限公司
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93
• 代理公司: 鄭州德勤知識產權代理有限公司41128
• 代理人: 黃紅梅

技術領域

本發明涉及一種鐵路線路障礙物自動識別方法，具體的說，涉及了一種基于二維激光雷達的鐵路線路障礙物自動識別方法。

背景技術

目前，鐵路沿線的危險區段如隧道口、路塹、高邊坡等區域，對于鐵路線路上的落石等障礙物，沒有有效的監測手段，全靠人工巡檢和司機報告等。對于體積較大的落石或滯留在鐵路上的動物等障礙物，一旦沒有及時發現，容易被運行的列車撞到，進而引發行車事故。

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求比較理想的技術解決方案。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供了一種基于二維激光雷達的鐵路線路障礙物自動識別方法。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種基于二維激光雷達的鐵路線路障礙物自動識別方法，包括以下步驟：

1）通過安裝在鐵路線路上方的二維激光雷達進行往復步進平面掃描，獲取往復平面掃描數據，根據所述往復平面掃描數據初步判斷是否存在障礙物；

2）若初步判斷存在障礙物，則將所述往復平面掃描數據和預存背景數據進行比對以判斷障礙物是否屬于臨時障礙物，若是，則初步獲得所述臨時障礙物的存在角度范圍；

3）在所述臨時障礙物的存在角度范圍內進行單次步進平面掃描，獲得所述臨時障礙物的精準障礙物信息；

4）根據所述臨時障礙物的精準障礙物信息和預存的鋼軌位置判斷所述臨時障礙物是否是列車車輪，若不是，則進一步比對所述臨時障礙物的精準障礙物信息和全局障礙物列表中已有臨時障礙物的精準障礙物信息，判斷所述全局障礙物列表中是否含有所述臨時障礙物信息，若含有，則判斷所述臨時障礙物靜止，并將全局障礙物列表中與所述臨時障礙物不一致的已有臨時障礙物的精準障礙物信息刪除；若未含有，則判斷所述臨時障礙物為新增障礙物，將全局障礙物列表中已有臨時障礙物的精準障礙物信息刪除，并將所述臨時障礙物的精準障礙物信息添加到全局障礙物列表中；

5）累計全局障礙物列表中每個臨時障礙物的精準障礙物信息的存在時長，當累計的存在時長超過預設時間閾值時，則產生報警信息。

基于上述，所述往復步進平面掃描包括順次步進平面掃描和逆次步進平面掃描，所述順次步進平面掃描的掃描范圍為0-180，步進角度為K；所述逆次步進平面掃描的掃描范圍為180-0，步進角度為K；所述單次步進平面掃描的掃描范圍為所述臨時障礙物的存在角度范圍，步進角度為M，且M小于K。

基于上述，所述精準障礙物信息包括所述臨時障礙物的精準邊界角度和精準位置信息。

基于上述，1）中根據所述往復平面掃描數據初步判斷是否存在障礙物的具體方法為：若所述順次步進平面掃描和所述逆次步進平面掃描均在同一角度范圍內檢測到物體，則判定該物體為障礙物。

基于上述，所述預存背景數據為預先通過往復平面掃描獲得的鐵路沿線數據。

基于上述，在3）中，若經過單次步進平面掃描，發現識別出的臨時障礙物的個數大于等于二，且兩個相鄰的臨時障礙物的相鄰邊界的距離差小于預設距離閾值，則將這兩個相鄰的臨時障礙物合并為一個臨時障礙物，所述臨時障礙物的邊界角度分別為相鄰兩個臨時障礙物的外邊界角度。

基于上述，4）中判斷所述臨時障礙物是否是列車車輪的方法是:比較所述臨時障礙物的精準位置信息和預存的鋼軌位置，若所述臨時障礙物的精準位置信息和預存的鋼軌位置的誤差小于預設誤差值域，則判定所述臨時障礙物為列車車輪。

基于上述，4）中比對所述精準障礙物信息和全局障礙物列表中的精準障礙物信息的具體方法為：比較所述臨時障礙物的精準邊界角度和全局障礙物列表中已有臨時障礙物的精準邊界角度，若邊界角度誤差小于預設角度誤差閾值，則判斷所述全局障礙物列表中含有所述臨時障礙物信息；否則判斷所述全局障礙物列表中未含有所述臨時障礙物信息。

基于上述，所述往復步進平面掃描的掃描周期為10毫秒至30秒。