[发明专利]一种计算机视觉和毫米波技术结合的高铁防撞设备及方法

权利要求书

1.一种计算机视觉和毫米波技术结合的高铁防撞设备，包括：可见光相机、雷达探测器、处理器和语音报警器；其特征在于还包括：分类器加载模块、图像预处理模块、雷达目标检测模块、计算机视觉模块；其中，可见光相机、雷达探测器和语音报警器均通过线缆分别与处理器进行物理连接，所述：

可见光相机的功能为：采集图像视频数据；

雷达探测器的功能为：通过毫米波技术探测前方目标；

处理器的功能为：实现高铁防撞设备各硬件模块的控制和协调各软件模块工作；

语音报警器的功能为：通过语音播报报警信息；

分类器加载模块的功能为：加载机器学习方法训练得到的分类器；

图像预处理模块的功能为：对可见光采集的视频图像进行边缘检测和提取图像特征；

雷达目标检测算法模块的功能为：通过计算目标距离雷达视轴的距离和角度，判断目标是否在列车行驶的铁轨范围内，实现目标检测的功能；

计算机视觉模块的功能为：通过加载的分类器，根据图像预处理模块提取的图像特征，结合模式识别的策略实现目标检测；

所述高铁防撞设备的工作过程为：高铁防撞设备通过分类器加载模块导入机器学习方法训练好的分类器，然后启动雷达探测器工作，同时可见光相机模块采集视频数据，图像预处理模块对采集的视频数据做图像预处理，然后启动目标检测，雷达目标检测算法模块和计算机视觉模块开始目标检测；当雷达探测器探测到目标时，雷达目标检测算法模块计算目标距离高雷达视轴的距离和角度，通过距离和角度测算目标是否在列车行驶的铁轨范围内，当目标在列车行驶的铁轨范围内时，则通过语音播报：“注意，前方XX米有障碍物！”，其中XX表示目标距离雷达视轴的距离，同时回到可见光相机模块，采集下一帧视频图像数据，继续检测目标；当目标不在列车行驶的铁轨范围内，但计算机视觉模块通过加载的分类器结合模式识别策略检测到目标时，则通过语音播报：“注意，前方有障碍物！”；当目标不在列车行驶的铁轨范围内，且计算机视觉模块通过加载的分类器结合模式识别策略检测没有检测到目标时，回到可见光相机模块，采集下一帧视频图像数据，继续检测目标；当雷达探测器没有探测到目标时，流程回到可见光相机模块，采集下一帧视频图像数据，继续检测目标。

2.一种计算机视觉和毫米波技术相结合的高铁防撞方法，其特征在于具体步骤为：

第一步搭建高铁防撞系统，包括：可见光相机、雷达探测器、处理器和语音报警器；还包括：分类器加载模块、图像预处理模块、雷达目标检测模块、计算机视觉模块；其中，可见光相机、雷达探测器和语音报警器均通过线缆分别与处理器进行物理连接；

第二步高铁防撞系统通过分类器加载模块导入机器学习方法训练好的分类器，然后启动雷达探测器工作；

第三步可见光相机模块采集视频图像数据；

第四步图像预处理模块对采集的视频数据做图像预处理；

第五步启动目标检测，雷达目标检测算法模块和计算机视觉模块开始目标检测；

当雷达探测器探测到目标时，雷达目标检测算法模块计算目标距离高雷达视轴的距离和角度，通过距离和角度测算目标是否在列车行驶的铁轨范围内：

当目标在列车行驶的铁轨范围内时，则通过语音播报：“注意，前方XX米有障碍物！”，其中XX表示目标距离雷达视轴的距离，同时回到可见光相机模块，采集下一帧视频图像数据，继续检测目标；

当目标不在列车行驶的铁轨范围内，但计算机视觉模块通过加载的分类器结合模式识别策略检测到目标时，则通过语音播报：“注意，前方有障碍物！”；当目标不在列车行驶的铁轨范围内，且计算机视觉模块通过加载的分类器结合模式识别策略检测没有检测到目标时，回到可见光相机模块，采集下一帧视频图像数据，继续检测目标；

当雷达探测器没有探测到目标时，回到可见光相机模块，采集下一帧视频图像数据，继续检测目标；

至此，完成了基于计算机视觉和毫米波技术相结合的高铁防撞检测。