[发明专利]一种基于视频的城市轨道交通前向列车检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，涉及一种轨道交通的列车检测方法，具体涉及一种基于视频的城市轨道交通前向列车检测系统及方法。

背景技术

传统轨道交通技术一般使用列车自动保护系统(Automatic Train Protection，简称ATP)进行列车行车安全防护，在每一列车安装定位、通信设备，以及地面占用检测设备。利用通信手段实现列车追踪运行，防止碰撞追尾。

为了便于对列车前方的列车进行检测，现有技术中的有轨列车检测前方障碍物的系统由摄像头、毫米波雷达和轨道控制单元模块组成，通过图像识别障碍物类型来检测汽车、巴士和其他电车等物体，基于速度等变量确定距离，来计算发生碰撞的可能性，从而避免碰撞的发生。

但是，ATP系统需要在地面安装设备，且需要依赖于另一列车设备的正常运行。如果某一列车设备发生故障，列车处于非正常工作状态，这时车辆在直道，弯道等路段的行车安全依靠司机观察或电话闭塞措施来判断，存在列车追尾的隐患，如若发送追尾事件，将对乘客生命财产安全造成一定损失。同时，现有技术的图像识别算法复杂，运算量大，对系统性能要求高，多传感器融合，成本较高。

发明内容

由于现有技术的图像识别算法复杂，运算量大，对系统性能要求高，多传感器融合，成本较高的问题，本发明提出一种基于视频的城市轨道交通前向列车检测系统及方法。

第一方面，本发明提出一种基于视频的城市轨道交通前向列车检测系统，包括：视频传感器模块、信息采集与存取模块、数据处理与分析模块；

所述视频传感器模块设于当前列车的车头前方，和所述信息采集与存取模块连接，用于拍摄当前列车前方的轨道图像，并将所述轨道图像发送至所述信息采集与存取模块；

所述信息采集与存取模块和所述数据处理与分析模块连接，用于对所述轨道图像进行存储，并将所述轨道图像发送至所述数据处理与分析模块；

所述数据处理与分析模块用于对所述轨道图像进行处理和分析，并确定钢轨位置以及前向列车与所述当前列车的实际距离。

可选地，还包括：声光警报模块；

所述声光警报模块设于驾驶室中，和所述数据处理与分析模块连接，用于根据报警信号进行声光报警，并提示司机减速或制动；

其中，所述报警信号为所述数据处理与分析模块判断所述实际距离小于安全距离时，向所述声光警报模块发送的信号。

第二方面，本发明还提出一种基于上述视频的城市轨道交通前向列车检测系统的前向列车检测方法，包括：

通过所述视频传感器模块实时拍摄所述轨道图像；

将所述轨道图像存储到所述信息采集与存取模块中，以使所述信息采集与存取模块实时进行图像更新；

所述数据处理与分析模块对所述轨道图像进行处理和分析，并确定钢轨位置以及前向列车与所述当前列车的实际距离。

可选地，所述数据处理与分析模块对所述轨道图像进行处理和分析，并确定钢轨位置以及前向列车与所述当前列车的实际距离，具体包括：

所述数据处理与分析模块获取所述当前列车前方无列车时的空车图像，识别所述空车图像中的第一钢轨和第二钢轨，对所述空车图像中的所述第一钢轨或所述第二钢轨进行离散化处理，计算每个离散点到所述空车图像中所述当前列车的车头对应位置的像素距离；

获取所述每个离散点对应的钢轨上的实际物理点，并计算每个所述实际物理点到所述当前列车的车头的实际距离；

根据每个所述像素距离和对应的每个所述实际距离，得到所述当前列车的检测曲线；

获取所述当前列车前方有前向列车时的有车图像，识别所述有车图像中所述前向列车到所述有车图像中所述当前列车的车头对应位置的目标像素距离；

根据所述目标像素距离和所述检测曲线，得到所述前向列车与所述当前列车的实际距离。

可选地，所述方法还包括：

获取所述第一钢轨和所述第二钢轨的汇聚点，并获取所述汇聚点对应的钢轨上的实际检测点；

根据所述实际检测点和所述当前列车的车头位置，计算得到所述检测曲线的检测范围。

可选地，所述方法还包括：

计算所述空车图像中所述第一钢轨的第一像素数量和所述第二钢轨的第二像素数量；

若所述第一像素数量和所述第二像素数量的差值小于阈值，则所述第一钢轨和所述第二钢轨为直线钢轨；

若所述第一像素数量和所述第二像素数量的差值大于等于阈值，则所述第一钢轨和所述第二钢轨为弯道钢轨。