[發明專利]一種二維激光雷達鐵路障礙物檢測方法

有效

• 申請號: 201810062835.8
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108375771B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 周丹
• 申請（專利權）人: 四川國軟科技集團有限公司
• 主分類號: G01S17/04
• 分類號: G01S17/04;G01S17/931
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 薛波

本發明公開了鐵路障礙物檢測技術領域的一種二維激光雷達鐵路障礙物檢測系統，包括調整平臺，所述調整平臺的頂部左側安裝有控制運算器和報警裝置，所述控制運算器位于報警裝置的左側，所述調整平臺的頂部中心處通過螺釘連接有二維激光雷達，一種二維激光雷達鐵路障礙物檢測系統的檢測方法，該二維激光雷達鐵路障礙物檢測系統的檢測方法具體步驟如下：S1：二維激光雷達調整于平行于軌面；S2：標定雷達二維平面坐標系；S3：設定保護區；S5：障礙物判斷確認，本方案能過濾掉干擾，實現全天候，各種條件下進行檢測，提高鐵路的安全性。

技術領域

本發明涉及鐵路障礙物檢測技術領域，具體為一種二維激光雷達鐵路障礙物檢測系統及其檢測方法。

背景技術

危險山區鐵路沿線經常發生落石或行人丟下較大物品在軌面上，嚴重影響火車行車安全，現有的視頻監控受環境影響大、防區型振動光纜施工成本高及容易被破壞，為此，我們提出了一種二維激光雷達鐵路障礙物檢測系統及其檢測方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種二維激光雷達鐵路障礙物檢測系統及其檢測方法，以解決上述背景技術中提出的現有的視頻監控受環境影響大、防區型振動光纜施工成本高及容易被破壞的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種二維激光雷達鐵路障礙物檢測系統，包括調整平臺，所述調整平臺的頂部左側安裝有控制運算器和報警裝置，所述控制運算器位于報警裝置的左側，所述調整平臺的頂部中心處通過螺釘連接有二維激光雷達。

優選的，所述調整平臺包括安裝臺和四組可調節支腿，且四組可調節支腿通過螺釘安裝在安裝臺的底部四角。

一種二維激光雷達鐵路障礙物檢測系統的檢測方法，該二維激光雷達鐵路障礙物檢測系統的檢測方法具體步驟如下：

S1：二維激光雷達調整于平行于軌面：

二維激光雷達的掃描線不可見，在進行調整時，無法通過人眼對二維激光雷達的掃描線進行觀測，很難獲取到二維激光雷達對掃描點的高度，但是，激光掃描的光路為一個光平面，所以，如果一個平面平行穿過三個同樣大小的三角體，正對二維激光雷達的面互相平行，且不同線擺放時，切出的面的長度應該大小相等；

本系統采用標準三角體調整法，相同大小的三角體放到鐵軌，正對二維激光雷達的面保持平行；

提取二維激光雷達掃描到三角面的的邊緣點，忽略掉二維激光雷達角度分辨率引起的誤差，則可以計算出每個三角面的長度大小，如果左邊緣點坐標為(xl，yl)，右邊緣點坐標為(xr，yr)則長度L為：

調整二維激光雷達的過程中，實時計算三個三角面的長度，當誤差小于閾值時，則雷達調整為與鐵軌面水平；

S2：標定雷達二維平面坐標系：

在鐵路沿線，最好的參照物為兩根平行的鐵軌，所以把雷達坐標系旋轉到x軸平行于鐵軌方向，而y軸垂直于鐵軌，坐標原點為雷達中心，坐標系命名為軌道坐標系，而以雷達坐標為中心，雷達發射0°光線方向為x軸，90°為y軸的坐標系為雷達坐標系；

以原點為中心，繞z軸旋轉角度θ的公式為：

其中，x′和y′為雷達坐標系坐標，x和y為軌道坐標系坐標，方程中有三個未知數，而一個點有兩個方程，所以只要有兩個點就能計算出選擇角度θ，進一步計算出每一個點的軌道坐標系坐標值；

標定的時候，在靠近二維激光雷達的軌道上面擺放兩個物體，計算掃描到物體的中心點作為標定點，計算出旋轉角度；

S3：設定保護區：

S31：保護區設置方案：一般的保護區為在兩根軌道向外的一定距離內；