[发明专利]基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置

说明书

一种基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置，属于铁路线路安全监测领域。本发明针对现有轨道交通入侵异物检出时间长，对侵限异物属性判别能力差的问题。包括：三维激光雷达、摄像头和红外热成像仪，均安装于铁路线路轨面上方，对铁路线路限界区域扫描成像，获得雷达扫描图像、摄像头拍摄图像和红外图像；图像处理单元，对雷达扫描图像、摄像头拍摄图像和红外图像进行异物识别，在识别到至少一种图像中的侵限异物时，发出有异物信号；联动报警单元，接收有异物信号并发送报警信号。本发明用于铁路线路的异物侵限监测。

技术领域

本发明涉及基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置，属于铁路线路安全监测领域。

背景技术

随着经济的大发展，铁路建设进入了快速发展的阶段。但同时铁路安全隐患也越来越多，尤其以自然灾害引起的安全事故更为常见。

铁路建设不可避免的需要穿越山区、高原和丘陵，这种地带的地质情况不良，自然灾害发生的几率大，其中包括可能严重威胁铁路安全行车的异物侵限灾害。铁路异物入侵灾害若不能被及时发现，可能对铁路部门造成巨大危害和损失。

现有轨道交通安全防护领域引入了二维激光雷达，并取得了一定成效。但基于二维激光雷达的轨道交通侵限异物检测装置在实际使用中存在误报、漏报的问题，已逐渐被三维激光雷达产品取代。在部分异物侵限检测系统中，三维激光雷达成功取代了二维激光雷达，有效地减少了系统漏报，提高了环境适应性。但是不论二维还是三维激光雷达侵限异物检测装置均存在如下缺陷：

1)不能获取侵限异物三维信息(二维激光雷达)或获取侵限异物三维信息时间较长(伺服控制三维激光雷达)，在同一时刻获取的三维信息较少；

2)监测仅依赖激光雷达，容易出现对侵限异物判定错误。

因此，为减少轨道交通入侵异物检出时间，提高轨道交通行车安全，提高侵限异物属性(人员或物体)区别能力，需要一种新的铁路线路异物侵限监测装置来解决以上问题。

发明内容

针对现有轨道交通入侵异物检出时间长，对侵限异物属性判别能力差的问题，本发明提供一种基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置。

本发明的一种基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置，包括，

三维激光雷达、摄像头和红外热成像仪，均安装于铁路线路轨面上方，对铁路线路限界区域扫描成像，获得雷达扫描图像、摄像头拍摄图像和红外图像；

图像处理单元，对雷达扫描图像、摄像头拍摄图像和红外图像进行异物识别，在识别到至少一种图像中的侵限异物时，发出有异物信号；

联动报警单元，接收有异物信号并发送报警信号。

根据本发明的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置，对摄像头通过预标定确定与三维激光雷达的位置关系。

根据本发明的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置，图像处理单元在由雷达扫描图像中识别到侵限异物时，向摄像头发送位置调整信号，使摄像头的拍摄视野对准侵限异物的位置。

根据本发明的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置，联动报警单元将报警信号发送至监控中心；并同步由图像处理单元获取有侵限异物的图像，上传至监控中心。

根据本发明的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置，雷达扫描图像、摄像头拍摄图像和红外图像通过以太网传送到图像处理单元。

根据本发明的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置，联动报警单元通过电源通信单元向监控中心发送报警信号。

根据本发明的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置，电源通信单元采用太阳能供电。