[發明專利]一種列車障礙物探測線路數據生成方法及系統

在審

• 申請號: 202011283448.0
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112731448A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 任興明
• 申請（專利權）人: 南京恩瑞特實業有限公司
• 主分類號: G01S17/931
• 分類號: G01S17/931;G01S17/42;G01S7/48
• 代理公司: 江蘇舜點律師事務所 32319
• 代理人: 杜東輝

本發明涉及軌道交通領域，公開了一種列車障礙物探測線路數據生成方法及系統，其技術方案要點是在列車上安裝三維激光雷達，并將三維激光雷達的探測面朝向待測軌道；驅動列車在待測軌道上移動，并利用三維激光雷達按照指定的距離錄取雷達數據幀；將所有的雷達數據幀的圖像疊加，得到待測軌道線路數據，方法簡單，能夠快速生成，更加實用，計算的精度也非常高，并且對場景的要求，對設備的要求都不高，一般工程技術人員就可以完成，更加合適于實際應用。

技術領域

本發明涉及軌道交通領域，更具體地說，它涉及一種列車障礙物探測線路數據生成方法及系統。

背景技術

軌道交通列車駕駛由原來的有人駕駛階段發展到無人駕駛階段，過去司機人眼觀察線路的工作必須由傳感系統代替，在這個背景下，障礙物探測已經成為列車裝備的一個配置項。

障礙物探測依賴于線路場景，故如何快速有效、精確地生成線路數字坐標是一項必須要完成的工作。

線路數據目前有多種方法生成：例如使用GPS和使用點云數據的SLAM算法，GPS生成的線路受GPS定位精度和GPS信號的影響，一般誤差比較大，一些場景信號遮擋還沒有辦法生成，所以不便于實際使用；SLAM方法對專業人員的技能要求很高，而且需要專業設備，在隧道等有些環境下制作復雜，使用難度高，尤其是，在一些場景中是不是能使用RTK-SLAM方法的，所以線路數據生成就成為了難題。

發明內容

本發明的目的是提供一種列車障礙物探測線路數據生成方法及系統，方法簡單，能夠快速生成，更加實用，計算的精度也非常高，并且對場景的要求，對設備的要求都不高，一般工程技術人員就可以完成，更加合適于實際應用。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種列車障礙物探測線路數據生成方法，包括如下步驟：

在列車上安裝三維激光雷達，并將三維激光雷達的探測面朝向待測軌道；

驅動列車在待測軌道上移動，并利用三維激光雷達按照指定的距離錄取雷達數據幀；

將所有的雷達數據幀的圖像疊加，得到待測軌道線路數據。

作為本發明的一種優選技術方案，將所有的雷達數據幀的圖像疊加，得到待測軌道線路數據的步驟還包括以下子步驟：預先將所有的雷達數據幀按照錄取順序進行編號；

預先用可視化軟件對所有的雷達數據幀進行展示并建立與編號對應的第n坐標系；

在第n雷達數據幀中找出第n特殊標志點，并記錄第n特殊標志點在第n坐標系的坐標，同時記錄第n坐標系中第n軌道線的坐標；

在第n+1雷達數據幀找到第n特殊標志點，并記錄第n特殊標志點在第n+1坐標系的坐標，同時記錄第n+1坐標系中第n+1軌道線的坐標；

通過對第n特殊標志點的第n坐標系坐標和第n+1坐標系坐標的換算，得到第n坐標系和第n+1坐標系的換算關系；

根據第n坐標系和第n+1坐標系的換算關系，將第n+1坐標系中的第n+1軌道線的坐標換算成第n坐標系的坐標；

直到所有雷達數據幀中包含的軌道線的坐標都被換算成第一坐標系的坐標后，在第一坐標系中按照所有軌道線對應于第一坐標系的坐標進行描繪總的軌道線。

作為本發明的一種優選技術方案，所述可視化軟件為CloudCompare。

作為本發明的一種優選技術方案，所述三維激光雷達每間隔50米就錄取一次雷達數據幀。

一種列車障礙物探測線路數據生成系統，包括：

列車，用于安裝三維激光雷達并帶動所述三維激光雷達在待測軌道上移動；

三維激光雷達，將探測面朝向待測軌道，并按照指定的距離錄取雷達數據幀；