[发明专利]一种轨道车辆主动式障碍物及脱轨检测系统

说明书

本发明公开了一种轨道车辆主动式障碍物及脱轨检测系统，包括：相互电性连接的障碍物及轨道检测单元、数据处理单元、列车控制系统，所述障碍物及轨道检测单元用于对轨道车辆行驶过程中周围的物体以及所运行的轨道进行扫描，获取物体点云数据、物体信息及轨道图像信息，所述数据处理单元内预存有正常行驶过程中雷达所获取的轨道车辆周围物体的初始点云数据、初始图像信息以及摄像头所获取的初始轨道图像信息，通过将障碍物及轨道检测单元反馈的信息与其内存信息进行融合对比，分析得出结果并反馈至列车控制系统，由列车控制系统根据分析结果主动对列车运行状态做出控制指令。通过上述方式，本发明能够及时发现异常并对车辆做出主动式制动指令。

技术领域

本发明涉及轨道车辆自主驾驶技术领域，特别是涉及一种轨道车辆主动式障碍物及脱轨检测系统。

背景技术

轨道车辆具有运输量大、能耗低、安全性高、方便以及全天候运输等特点，世界上许多国家都将轨道车辆作为非常重要的基础交通设施。同时，随着城市轨道交通技术的发展，国内外一些大城市提出建设全自动无人驾驶轨道车辆，提高运行效率。考虑到轨道车辆在运行过程中速度快、惯性大，并且轨道运输中路面状况相对比较复杂，因此，轨道车辆障碍物及脱轨检测技术已成为当前轨道交通自动化领域的研究热点之一。

当前轨道车辆主流的障碍物及脱轨检测系统多为被动形式，即采用接触式障碍物检测方式，其存在检测障碍物的范围有限，且检测障碍物的距离有限，不能全面、提早发现障碍物会对轨道车辆造成机械损害、甚至影响运行安全性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种轨道车辆主动式障碍物及脱轨检测系统，能够根据障碍物及轨道检测单元实时获取的轨道车辆周围物体的点云数据、物体信息及运行轨道图像信息，经数据处理单元融合分析得出检测结果后反馈至列车控制系统，由列车控制系统根据检测结果主动对列车运行状态做出控制指令，从而能够解决现有被动式障碍物及脱轨检测系统所存在的上述缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种轨道车辆主动式障碍物及脱轨检测系统，包括：

障碍物及轨道检测单元，用于对轨道车辆行驶过程中周围的物体以及所运行的轨道进行扫描，获取物体点云数据、物体信息及轨道图像信息；

数据处理单元，其内预存有正常行驶过程中雷达所获取的轨道车辆周围物体的初始点云数据、初始图像信息以及摄像头所获取的初始轨道图像信息，所述数据处理单元用于接收所述障碍物及轨道检测单元获取的物体点云数据、物体信息及轨道图像信息，并将所述物体点云数据、物体信息与其预存的初始点云数据、初始图像信息进行融合对比，分析得出轨道车辆周围是否存在障碍物以及障碍物信息，将所述轨道图像信息与其内预存的初始轨道图像信息进行融合对比，分析得出行驶轨道是否存在异常；

列车控制系统，用于接收所述数据处理单元的分析结果，根据分析结果对行驶过程中的轨道车辆主动发出相关控制指令。

在本发明一个较佳实施例中，所述障碍物及轨道检测单元包括激光雷达、毫米波雷达和摄像头。

在本发明一个较佳实施例中，所述激光雷达配置于轨道车辆的前方、后方及两侧，用于扫描轨道车辆行驶过程中前方、后方及两侧的物体信息，形成物体点云数据，并反馈至数据处理单元。

在本发明一个较佳实施例中，所述激光雷达包括单线激光雷达和多线激光雷达，所述单线激光雷达配置于轨道车辆两侧，所述多线激光雷达配置于轨道车辆前方和后方，通过所述单线激光雷达和多线激光雷达对轨道车辆行驶过程中左右两侧、前后方的物体进行扫描，能够获得物体参数并形成物体点云数据并反馈至数据处理单元。

在本发明一个较佳实施例中，所述毫米波雷达配置于轨道车辆的前方，用于扫描轨道车辆行驶过程中前方的物体信息，得到物体精确的距离、速度和角度信息，并将相关信息反馈至数据处理单元。