一种车载智能防撞报警控制设备的制作方法

1.本发明涉及防撞报警技术领域，特别是涉及一种车载智能防撞报警控制设备。


背景技术：

2.目前铁路上运行的列车(该列车主要包括动车、机车、轨道车)安装了列车运行控制设备(例如动车安装了atp设备，机车安装了lkj2000设备，轨道车安装了gyk设备)，其原理都是基于铁路线路数据+机车信号来判断前方闭塞分区是否为空闲状态，从而控制列车运行，而判断前方闭塞分区是否为空闲状态的依据是铁路线路上的轨道电路。当有前方列车经过时，前方列车轮对会短路正在经过的闭塞分区内的两个钢轨上的检测电压，轨道电路检测到该闭塞分区被占用后自动切换机车信号为红灯，当前列车的列车运行控制设备接收到红灯信号后根据当前列车的车速、距离控制当前列车在关闭的信号机前停车，保障了当前列车运行安全。
3.当铁路线路上突发障碍物时，如铁路前方出现塌方落石、倒伏树木、行人、牛、羊、洪水漫道等，轨道电路无法检测，列车运行控制设备也无法实现列车运行控制，只能依靠司机人工观测。但是司机人工观测存在着一定的安全隐患，在夜间、雨、雾等恶劣气候或司机疲劳、身体欠佳、大意等环境下，由于视线较差，会出现对股道上“障碍物”无法辨别或漏辨认等情况的发生，这些情况一旦发生将造成不可弥补的损失。


技术实现要素：

4.鉴于此，本发明的目的是提供一种车载智能防撞报警控制设备。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种车载智能防撞报警控制设备，包括：车载主机、人机交互显示器和双频谱组合式全景摄像机总成；
7.所述双频谱组合式全景摄像机总成用于采集目标列车前方线路区域的视频图像信息；所述目标列车为当前运行的列车；
8.所述车载主机，用于：
9.对所述视频图像信息进行处理，确定当前监测结果信息；
10.根据目标列车的当前监测结果信息和当前公用信息进行综合判断，确认目标列车前方线路区域是否有障碍物，并当目标列车前方线路区域有障碍物时，将障碍物报警信息发送至所述人机交互显示器；所述当前公用信息为列车公用信息平台发送的信息；
11.所述人机交互显示器用于显示障碍物报警信息以及进行报警提示操作。
12.可选地，所述车载主机至少包括：网络交换机单元、图像处理单元、图像识别单元以及主控单元；
13.所述图像处理单元通过所述网络交换机单元与所述双频谱组合式全景摄像机总成通讯；所述图像处理单元用于接收所述双频谱组合式全景摄像机总成采集的视频图像信息，并对所述视频图像信息进行处理，得到处理后的视频图像信息；
14.所述图像识别单元用于根据处理后的视频图像信息和当前公用信息，确定障碍物信息、当前股道前方调车信号机色灯信号、以及目标列车与信号机之间的距离；
15.所述主控单元用于对障碍物信息、当前股道前方调车信号机色灯信号、目标列车与信号机之间的距离、以及报警中转单元发送的障碍物报警信号进行综合判断，并将综合判断得到目标列车前方线路信息、障碍物报警信息以及站场蓝白灯信息发送至人机交互显示器进行显示报警；所述障碍物报警信息包括障碍物类型、障碍物大小、障碍物与目标列车之间的距离、以及障碍物危险等级。
16.可选地，所述车载主机还包括数据库单元；所述数据库单元通过网络交换机单元分别与所述图像处理单元和所述图像识别单元进行信息交互；
17.所述数据库单元，用于：
18.制作障碍物数据库；
19.预存全路铁路线路基础数据；
20.存储处理后的视频图像信息以及运行记录信息。
21.可选地，所述图像处理单元，用于：
22.采用hough变换算法对处理后的视频图像信息进行处理，得到到铁轨位置区域，并根据轨道宽度截取铁轨位置区域，得到管控区域窗口；
23.通过分割算法、形态学算法、多特征信息融合算法以及机器学习算法，确定管控区域窗口是否存在障碍物，并当管控区域窗口存在障碍物，通过对比连续帧之间的信息，确定障碍物是否为非瞬时障碍物；
24.当障碍物为非瞬时障碍物时，计算障碍物与目标列车行驶的相对方向、障碍物与目标列车之间的距离、以及障碍物初始信息；
25.将障碍物初始信息与数据库单元中障碍物数据信息，进行比对，确定最终的障碍物信息；
26.根据所述当前公用信息确定目标列车前方线路区域的蓝白灯信号机位置，并根据蓝白灯信号机位置调取数据库单元中相对应位置处的站场蓝白灯数据图片，然后根据处理后的视频图像信息和相对应位置处的站场蓝白灯数据图片，确定当前股道前方调车信号机色灯信号以及目标列车与信号机之间的距离。
27.可选地，所述车载主机还包括无线通讯单元；所述无线通讯单元包括公网3g/4g通讯模块和无线数传模块；所述主控单元通过公网3g/4g通讯模块分别与地面管理中心、客户端进行通信；
28.所述无线数传模块用于通过载波监听工作方式，在前方小半径曲线山体遮挡不可视地段的区间监视报警中转单元发送的障碍物报警信号，并对报警中转单元发送的障碍物报警信号进行解析识别后发送至主控单元。
29.可选地，所述车载主机还包括制动输出单元；
30.所述主控单元还用于当目标列车当前方障碍物危机行车安全且司机没有采取对应措施时，输出制动输出单元工作指令；所述制动输出单元工作指令用于控制制动输出单元输出常用制动或紧急制动信号给列车控制系统以控制目标列车减速或停车。
31.可选地，所述双频谱组合式全景摄像机总成至少包括图像采集控制板以及与所述图像采集控制板均连接的可见光ccd摄像镜头和红外摄像镜头；
32.所述图像采集控制板，用于：
33.获取当前列车所在区域内的环境信息；所述环境信息包括亮度值和温度值；
34.当所述环境信息满足环境约束条件时，输出可见光图像采集指令；所述可见光图像采集指令用于控制可见光ccd摄像镜头工作；所述环境约束条件为亮度值大于亮度阈值且温度值大于温度阈值的条件；
35.当所述环境信息不满足环境约束条件时，输出红外图像采集指令；所述红外图像采集指令用于控制红外摄像镜头工作。
36.可选地，所述双频谱组合式全景摄像机总成还包括与所述图像采集控制板连接的伺服机构；
37.所述图像采集控制板还用于根据当前线路输出镜头调整指令；所述当前线路为当前列车运行的线路；所述镜头为可见光ccd摄像镜头和红外摄像镜头；
38.所述伺服机构用于根据所述镜头调整指令控制伺服减速电机动作，以调整镜头水平转动角度和垂直转动角度，保证镜头采集的图像沿当前线路延伸方向跟踪移动。
39.可选地，所述双频谱组合式全景摄像机总成还包括与图像采集控制板连接的近景高清彩色摄像头；所述近景高清彩色摄像头用于对目标列车前方近距离内的视频图像信息进行采集，对可见光ccd摄像镜头和红外摄像镜头的近景盲区进行补偿。
40.可选地，所述车载智能防撞报警控制设备还分别与列车dc电源、列车公用信息平台以及列车控制系统连接。
41.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
42.本发明提供了一种用于铁路动车、机车、轨道车前方超视距、全天候观察发现、报警并且可以用于控制车辆运行的智能化防撞车载设备(以下简称“车载智能防撞报警控制设备”)，该设备采用双频谱、超视距、宽视野的视频探测器(即双频谱组合式全景摄像机总成)和多功能车载主机，实现超出司机视线范围，也能对铁路线路远处障碍物识别和近处补盲远近结合无缝隙探测分析智能报警控制，对铁路线路上的塌方落石、倒伏树木、行人、牛、羊、洪水漫道等障碍物障进行跟踪、判断、报警及控制，消除了安全隐患，保障了铁路列车的行车安全。本发明采用科技手段和高精尖设备，解决了铁路线路障碍物监测、预警、控制车辆运行这一难题，填补了国内空白。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.图1为本发明实施例提供的车载智能防撞报警控制设备的结构示意图；
45.图2为本发明实施例提供的车载主机的结构示意图；
46.图3为本发明实施例提供的车载智能防撞报警控制设备的工作流程图；
47.图4为本发明实施例提供的前方线路障碍物算法整体流程图；
48.图5为本发明实施例提供的人机交互显示器示意图。
具体实施方式
49.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
50.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
51.如图1所示，本发明实施例提供的车载智能防撞报警控制设备主要由车载主机、人机交互显示器、双频谱组合式全景摄像机总成及相关电缆组成。
52.所述双频谱组合式全景摄像机总成用于采集目标列车前方线路区域的视频图像信息；所述目标列车为当前运行的列车。所述车载主机用于对所述视频图像信息进行处理，确定当前监测结果信息；根据目标列车的当前监测结果信息和当前公用信息进行综合判断，确认目标列车前方线路区域是否有障碍物，并当目标列车前方线路区域有障碍物时，将障碍物报警信息发送至所述人机交互显示器；所述当前公用信息为列车公用信息平台发送的信息。所述人机交互显示器用于显示障碍物报警信息以及进行报警提示操作。
53.其中，为了更加及时全面捕捉目标列车前方闭塞分区的视频图像信息，设置了两套双频谱组合式全景摄像机总成，分别为ⅰ端双频谱组合式全景摄像机总成和ⅱ端双频谱组合式全景摄像机总成，同时还设置了两套人机交互显示器，分别为ⅰ端人机交互显示器和ⅱ端人机交互显示器。
54.此外，本发明实施例所述的车载智能防撞报警控制设备还分别与列车dc电源、列车公用信息平台以及列车控制系统连接。
55.作为一种优先实施方式，如图2所示，本发明实施例所述的车载主机包括电源单元、网络交换机单元、图像处理单元、存储有障碍物数据信息的数据库单元、图像识别单元、主控单元、无线通讯单元和制动输出单元。
56.其中，主控单元是车载智能防撞报警控制设备的控制核心，与双频谱组合式全景摄像机总成、图像处理单元、数据库单元、图像识别单元、无线通讯单元通信。
57.如图3和图4所示，车载主机采用图像识别的智能算法对采集的前方线路区域的视频图像进行综合分析处理，获取当前监测结果信息，将当前监测结果信息结合目标列车当前公用信息(车型、车号、交路号、车站号、信号机编号、线路限速、运行速度、当前公里标、运行方向等)进行综合判断，确认前方线路区域是否有障碍物，以及障碍物的大小、距离及危险等级，同时将障碍物图像信息、障碍物的大小、距离及危险等级信息推送给人机交互显示器进行显示及报警提示，司机看到报警信息进行复核及判断，当判断前方障碍物(如纸箱、树枝、泡棉等)不构成行车危害时，可人工解除报警，当前方障碍物危机行车安全时，司机可控制列车减速或停车，当司机没有采取对应措施，主控单元判断前方障碍物危机行车安全时，根据目标列车与障碍物距离对制动输出单元发出控制命令，制动输出单元输出常用制动或紧急制动信号给列车控制系统的制动单元或lkj/gyk从而控制目标列车减速或停车，保障目标列车行车安全。
58.所述图像处理单元通过所述网络交换机单元与所述双频谱组合式全景摄像机总成通讯；所述图像处理单元用于接收所述双频谱组合式全景摄像机总成采集的视频图像信
息，并对所述视频图像信息进行处理，得到处理后的视频图像信息。
59.所述图像识别单元用于根据处理后的视频图像信息和当前公用信息，确定障碍物信息、当前股道前方调车信号机色灯信号、以及目标列车与信号机之间的距离。
60.所述主控单元用于：对障碍物信息、当前股道前方调车信号机色灯信号、目标列车与信号机之间的距离、以及报警中转单元发送的障碍物报警信号进行综合判断，并将综合判断得到目标列车前方线路信息、障碍物报警信息以及站场蓝白灯信息发送至人机交互显示器中进行显示报警；所述障碍物报警信息包括障碍物类型、障碍物大小、障碍物与目标列车之间的距离、以及障碍物危险等级。
61.进一步地，数据库单元作为车载主机的数据存储及数据管理中心，该数据库单元通过网络交换机单元分别与图像处理单元和图像识别单元进行信息交互，其用于：一是根据铁路线路常见的障碍物种类(行人、汽车、火车、牛、羊、火车、落石、倒伏树木、洪水漫道等)、大小、远近，铁路线路的典型性场景(直道、弯道、道岔、侧线、信号机、隧道、车站、调车信号机等)图像采集制作成障碍物数据库，并按规程进行标注编号管理，供图像识别单元做图像障碍物识别处理比对使用；二是预存全路铁路线路基础数据，供主控单元根据公用信息查询、判断确认当前运行线路信息及位置信息；三是根据主控命令存储障碍物图像信息及运行记录信息。
62.进一步地，网络交换机单元采用工业级千兆混合型交换机芯片，实现双频谱组合式全景摄像机总成、图像处理单元、数据库单元、图像识别单元、主控单元、人机交互显示器之间的网络交互数据通讯功能。
63.进一步地，图像处理单元通过网络交换机单元与双频谱组合式全景摄像机总成通讯，该图像处理单元用于接收双频谱组合式全景摄像机总成采集的视频图像信息，并对视频图像信息进行去噪、细节增强、稳像等算法及无缝隙拼接合成，得到处理后的视频图像信息，为障碍物识别检测做准备。
64.进一步地图像识别单元是车载主机最关键单元之一，它集成了多种图像处理算法，所述图像识别单元用于通过hough变换算法对图像处理单元推送的处理后的视频图像信息进行处理，检测到铁轨位置区域，并根据轨道宽度截取铁轨位置区域，得到管控区域窗口，不仅避免了背景中非障碍物的干扰，而且大大缩减了障碍物检测时间；通过分割算法、形态学算法、多特征信息(灰度、梯度、直方图、颜色、方向等)融合算法以及机器学习算法等可以实时完成机车行车前方障碍物检测，即确定管控区域窗口是否存在障碍物，并当管控区域窗口存在障碍物，通过对比连续帧(多帧)之间的信息，可以判断出障碍物是瞬时障碍物(停留片刻后离开铁轨区域)还是非瞬时障碍物。对于瞬时障碍物，人机交互显示器将不进行告警；对于非瞬时障碍物，人机交互显示器可以实时进行告警，可以判断出障碍物与目标列车行驶的相对方向(靠近或远离)，通过计算图像中检测到的障碍物与地面接触的位置到相机位置的像素总数来估算障碍物与目标列车之间的距离，通过计算检测到的障碍物所占像素总数，识别出障碍物的大致信息。当识别出对目标列车有危害的障碍物时，根据障碍物的大致信息(障碍物种类、大小、距离)，调取数据库单元中的障碍物数据信息，并进行比对和综合判断，得到最终的障碍物信息，提高障碍物识别的准确性，降低误报的概率。
65.同时，所述图像识别单元，还用于根据所述当前公用信息确定目标列车前方线路区域的蓝白灯信号机位置，并根据蓝白灯信号机位置调取数据库单元中相对应位置处的站
场蓝白灯数据图片，然后根据采集的当前图像和站场蓝白灯数据图片进行比对和综合分析判断，确定当前股道前方调车信号机色灯信号、以及目标列车与信号机之间的距离。
66.图像识别单元具备障碍物识别学习算法，随着设备的运行、人工的辅助判断及数据的积累，通过机器学习算法，可极大提高设备的可靠性和可用性。
67.进一步地，无线通讯单元包括公网3g/4g通讯模块和无线数传模块，通过mcu处理器进行管理；主控单元通过公网3g/4g通讯模块分别与地面管理中心、客户端进行通信，当发现线路前方障碍物信息或周围其它危害信号(塌方、滑坡、洪水)时，主控单元通过公网3g/4g通讯模块将危害信息及视频图像及时推送给地面管理中心、客户端；无线数传模块用于通过载波监听工作方式，接收1～5km范围内的同频信号，运行至前方小半径曲线山体遮挡不可视地段的区间时，监视报警中转单元发送的障碍物报警信号，并进行解析识别，确认前方线路、同方向、公里标位置及对应编号，然后将解析后的中转报警信息(包含线路编号、上/下行、公里标范围、是否有障碍物、障碍物大小、距离等信息)，通过rs422总线与主控单元进行信息交互。
68.进一步地，主控单元是车载智能防撞报警控制设备的控制核心，对车载主机的其它单元进行综合管理和信息处理，所述主控单元用于接收图像识别单元、无线通讯单元传输的前方线路状态信息、障碍物信息及视频图片，站场内的蓝白灯信息及图片，进行综合分析判断，将显示的线路状况、站场蓝白灯信息、障碍物分类、大小、距离，危险等级(1级：警示、2级危害、3机重大危害)等信息传输给人机交互显示器，根据接收的列车安全信息综合监测装置(tax箱/gms)的列车运行公用信息(车型、车号、交路号、车站号、信号机编号、线路限速、运行速度、当前公里标、运行方向等)调取数据库单元预存的全路铁路线路基础数据，判断确认当前运行线路信息及位置信息，同步调取当前线路数据并实时解析前方线路信息(车站、道口、桥梁、隧道、坡度、弯道)，一是给图像识别单元提供线路数据信息结合数据库障碍物信息、线路障碍物视频信息综合准确识别障碍物，二是通过识别站场内当前股道前方的蓝白灯调车机信号，实现站内调车的自动调车防护功能，三是结合当前前方线路图像视场范围及线路的弯道、坡度与摄像机总成的图像采集控制板及伺服机构进行信息交路及控制，保证镜头采集的图像沿当前的线路延伸方向跟踪移动，实现取景目标的自动跟踪。
69.接收无线通讯单元监视的，在前方小半径曲线山体遮挡不可视地段的区间时，报警中转单元发送的障碍物报警信号，并进行综合判断，再通过人机交互显示器显示障碍物报警信息(障碍物类型、大小、距离、危险等级)，进行报警提示。
70.所述主控单元还用于当目标列车当前方障碍物危机行车安全发出报警信息，要求司机可控制列车减速或停车，当司机没有采取对应措施，主控单元判断前方障碍物危机行车安全时，主控单元根据列车与障碍物距离对制动输出单元发出制动输出单元工作指令，制动输出单元输出常用制动或紧急制动信号给列车控制系统制动单元或lkj/gyk控制列车减速或停车。
71.进一步地，制动输出单元与主控单元采用rs422总线通信，接收主控单元发出的制动命令和缓解命令，根据动车、机车、轨道车等车辆制动控制系统不同特点，可以输出机车控制系统常用制动、紧急制动的控制命令和缓解命令，也可以输出常用制动、紧急制动的控制电平，结合列车控制系统制动单元或lkj/gyk控制列车减速或停车。
72.作为一种优选实施方式，双频谱组合式全景摄像机总成由大孔径光学系统、真彩
色可见光ccd摄像镜头、非制冷焦平面红外摄像镜头、近景高清彩色摄像头、图像采集控制板及伺服机构组成。
73.铁路线路上障碍物图像主要依靠可见光图像采集和红外图像采集两种方式，本发明实施例提供的摄像机总成能够根据外界环境亮度以及温度的变化，自动选择图像采集方式。
74.图像采集控制板分别与真彩色可见光ccd摄像镜头和红外摄像镜头连接；所述图像采集控制板，用于：获取目标列车所在区域内的环境信息；所述环境信息包括亮度值和温度值；当所述环境信息满足环境约束条件时，输出可见光图像采集指令；所述可见光图像采集指令用于控制真彩色可见光ccd摄像镜头工作；所述环境约束条件为亮度值大于亮度阈值且温度值大于温度阈值的条件；当所述环境信息不满足环境约束条件时，输出红外图像采集指令；所述红外图像采集指令用于控制红外摄像镜头工作。
75.一个示例为：当白天光线较好、环境温度较高时，该摄像机总成自动切换为可见光图像采集方式，选用真彩色可见光ccd摄像镜头；当夜间光线较暗、环境温度较低时，该摄像机总成自动切换为红外图像采集方式，选用红外摄像镜头，从而确保该摄像机总成能够全天候工作，大大提高了其使用范围。
76.进一步地，近景高清彩色摄像头，与图像采集控制板连接，用于对目标列车前方近距离内的视频图像信息进行采集，实现对两个远景摄像头的近景盲区进行补偿的作用。其中，真彩色可见光ccd摄像镜头和非制冷焦平面红外摄像镜头均为远景摄像头。
77.图像采集控制板还用于对真色彩可见光ccd摄像镜头、红外摄像头、近景高清彩色摄像头采集的视频图像信号进行ad转换以及视频图像信号的补偿、非均匀校正、坏像素填充、合成等功能，并将合成的视频图像通过通讯电缆传输给车载主机。
78.进一步地，伺服机构与图像采集控制板连接；所述图像采集控制板用于根据当前线路输出镜头调整指令；所述当前线路为当前列车运行的线路；所述镜头为真彩色可见光ccd摄像镜头、非制冷焦平面红外摄像镜头和近景高清彩色摄像头；所述伺服机构用于根据所述镜头调整指令控制伺服减速电机动作，以调整镜头水平转动角度和垂直转动角度，保证镜头采集的图像沿当前线路延伸方向跟踪移动，实现取景目标的自动跟踪。
79.作为一种优选实施方式，人机交互显示器通过网络交换机单元与主控单元进行信息交互，人机交互显示器用于接收主控单元发送的当前线路前方动态信息、障碍物信息(障碍物类型、大小、距离、危害等级)、站场当前股道前方调车信号机(蓝白灯)信息、前方小半径曲线山体遮挡不可视地段的区间监视报警中转单元发送的障碍物报警信号，以及列车运行的公用信息并显示，达到报警条件时，显示警示信息，并通过内置扬声器进行语音报警提示。
80.如图5所示，人机交互显示器可以显示前方线路上5km内目标对象、距离，危险等级等信息，时间信息，当前线路限制速度、运行速度、运行方向等信息，站场内蓝白灯信息及距离信息，以及制动、缓解、解除等状态信息，可以通过按键输入信息，设定参数。也可以控制双频谱组合式全景摄像机总成的换端操作，缓解操作，解除报警操作等。
81.作为一种优先实施方式，本发明实施例提供的设备还包括电源单元。列车dc电源(例如轨道车的dc24v)经过保险器、滤波器，过欠压保护控制以及电源模块的隔离、降压、稳压操作后，通过主机电缆给人机交互显示器、双频谱组合式全景摄像机总成和电源单元供
电，然后通过电源单元给网络交换机单元、图像处理单元、数据库单元、图像识别单元、主控单元、无线通讯单元、制动输出单元供电，具有em防护和防反接保护功能。
82.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
83.1.1列车前方线路障碍物监视识别功能
84.无论白、昼、雨、雪、雾、雾霾等候条件下，均可以识别列车前方30m～5km以内线路上和两侧的行人、汽车、牛、羊、火车、落石、倒伏树木等障碍物，判断障碍物的大小、距离、危险等级。
85.1.2站场内调车信号蓝白灯识别功能
86.可以识别站场内当前股道的蓝、白灯型信号及距离。
87.1.3接收地面不可视(小半径曲线山体遮挡)区段视频报警中转单元信息的功能
88.通过无线通讯单元与铁路线路特殊地段安装的视频监控报警中转单元通讯，获取列车前方弯道山体遮挡方向线路的障碍物报警信号。
89.1.4输出控制信号和指令的功能
90.根据前方线路障碍物距离及危险等级，具有输出制动信号和制动指令的功能，通过列车控制系统制动单元或lkj/gyk控制列车减速或停车。
91.1.5人机交互功能
92.人机交互显示器可以显示方线路上30m～5km内目标对象、距离，危险等级等信息，时间信息，当前线路限制速度、运行速度、运行方向等信息，站场内蓝白灯信息及距离信息。可以通过键盘输入信息，设定参数。可以控制摄像装置的操作(一二端切换)。
93.1.6记录功能
94.主控单元可记录进路上所有图像信息，障碍物、危险等级信息，同时可记录日期、时间、机型、机车号、装置编号、出现险情时的速度、公里标、最近一架信号机编号等信息。
95.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
96.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种车载智能防撞报警控制设备，其特征在于，包括：车载主机、人机交互显示器和双频谱组合式全景摄像机总成；所述双频谱组合式全景摄像机总成用于采集目标列车前方线路区域的视频图像信息；所述目标列车为当前运行的列车；所述车载主机，用于：对所述视频图像信息进行处理，确定当前监测结果信息；根据目标列车的当前监测结果信息和当前公用信息进行综合判断，确认目标列车前方线路区域是否有障碍物，并当目标列车前方线路区域有障碍物时，将障碍物报警信息发送至所述人机交互显示器；所述当前公用信息为列车公用信息平台发送的信息；所述人机交互显示器用于显示障碍物报警信息以及进行报警提示操作。2.根据权利要求1所述的一种车载智能防撞报警控制设备，其特征在于，所述车载主机至少包括：网络交换机单元、图像处理单元、图像识别单元以及主控单元；所述图像处理单元通过所述网络交换机单元与所述双频谱组合式全景摄像机总成通讯；所述图像处理单元用于接收所述双频谱组合式全景摄像机总成采集的视频图像信息，并对所述视频图像信息进行处理，得到处理后的视频图像信息；所述图像识别单元用于根据处理后的视频图像信息和当前公用信息，确定障碍物信息、当前股道前方调车信号机色灯信号、以及目标列车与信号机之间的距离；所述主控单元用于对障碍物信息、当前股道前方调车信号机色灯信号、目标列车与信号机之间的距离、以及报警中转单元发送的障碍物报警信号进行综合判断，并将综合判断得到目标列车前方线路信息、障碍物报警信息以及站场蓝白灯信息发送至人机交互显示器进行显示报警；所述障碍物报警信息包括障碍物类型、障碍物大小、障碍物与目标列车之间的距离、以及障碍物危险等级。3.根据权利要求2所述的一种车载智能防撞报警控制设备，其特征在于，所述车载主机还包括数据库单元；所述数据库单元通过网络交换机单元分别与所述图像处理单元和所述图像识别单元进行信息交互；所述数据库单元，用于：制作障碍物数据库；预存全路铁路线路基础数据；存储处理后的视频图像信息以及运行记录信息。4.根据权利要求3所述的一种车载智能防撞报警控制设备，其特征在于，所述图像处理单元，用于：采用hough变换算法对处理后的视频图像信息进行处理，得到到铁轨位置区域，并根据轨道宽度截取铁轨位置区域，得到管控区域窗口；通过分割算法、形态学算法、多特征信息融合算法以及机器学习算法，确定管控区域窗口是否存在障碍物，并当管控区域窗口存在障碍物，通过对比连续帧之间的信息，确定障碍物是否为非瞬时障碍物；当障碍物为非瞬时障碍物时，计算障碍物与目标列车行驶的相对方向、障碍物与目标列车之间的距离、以及障碍物初始信息；将障碍物初始信息与数据库单元中障碍物数据信息，进行比对，确定最终的障碍物信
息；根据所述当前公用信息确定目标列车前方线路区域的蓝白灯信号机位置，并根据蓝白灯信号机位置调取数据库单元中相对应位置处的站场蓝白灯数据图片，然后根据处理后的视频图像信息和相对应位置处的站场蓝白灯数据图片，确定当前股道前方调车信号机色灯信号以及目标列车与信号机之间的距离。5.根据权利要求3所述的一种车载智能防撞报警控制设备，其特征在于，所述车载主机还包括无线通讯单元；所述无线通讯单元包括公网3g/4g通讯模块和无线数传模块；所述主控单元通过公网3g/4g通讯模块分别与地面管理中心、客户端进行通信；所述无线数传模块用于通过载波监听工作方式，在前方小半径曲线山体遮挡不可视地段的区间监视报警中转单元发送的障碍物报警信号，并对报警中转单元发送的障碍物报警信号进行解析识别后发送至主控单元。6.根据权利要求3所述的一种车载智能防撞报警控制设备，其特征在于，所述车载主机还包括制动输出单元；所述主控单元还用于当目标列车当前方障碍物危机行车安全且司机没有采取对应措施时，输出制动输出单元工作指令；所述制动输出单元工作指令用于控制制动输出单元输出常用制动或紧急制动信号给列车控制系统以控制目标列车减速或停车。7.根据权利要求1所述的一种车载智能防撞报警控制设备，其特征在于，所述双频谱组合式全景摄像机总成至少包括图像采集控制板以及与所述图像采集控制板均连接的可见光ccd摄像镜头和红外摄像镜头；所述图像采集控制板，用于：获取当前列车所在区域内的环境信息；所述环境信息包括亮度值和温度值；当所述环境信息满足环境约束条件时，输出可见光图像采集指令；所述可见光图像采集指令用于控制可见光ccd摄像镜头工作；所述环境约束条件为亮度值大于亮度阈值且温度值大于温度阈值的条件；当所述环境信息不满足环境约束条件时，输出红外图像采集指令；所述红外图像采集指令用于控制红外摄像镜头工作。8.根据权利要求7所述的一种车载智能防撞报警控制设备，其特征在于，所述双频谱组合式全景摄像机总成还包括与所述图像采集控制板连接的伺服机构；所述图像采集控制板还用于根据当前线路输出镜头调整指令；所述当前线路为当前列车运行的线路；所述镜头为可见光ccd摄像镜头和红外摄像镜头；所述伺服机构用于根据所述镜头调整指令控制伺服减速电机动作，以调整镜头水平转动角度和垂直转动角度，保证镜头采集的图像沿当前线路延伸方向跟踪移动。9.根据权利要求7所述的一种车载智能防撞报警控制设备，其特征在于，所述双频谱组合式全景摄像机总成还包括与图像采集控制板连接的近景高清彩色摄像头；所述近景高清彩色摄像头用于对目标列车前方近距离内的视频图像信息进行采集，对可见光ccd摄像镜头和红外摄像镜头的近景盲区进行补偿。10.根据权利要求1所述的一种车载智能防撞报警控制设备，其特征在于，所述车载智能防撞报警控制设备还分别与列车dc电源、列车公用信息平台以及列车控制系统连接。

技术总结
本发明公开了一种车载智能防撞报警控制设备，涉及防撞报警技术领域，该设备包括：车载主机、人机交互显示器和双频谱组合式全景摄像机总成；双频谱组合式全景摄像机总成用于采集目标列车前方线路区域的视频图像信息；车载主机用于：对视频图像信息进行处理，确定当前监测结果信息；根据目标列车的当前监测结果信息和当前公用信息进行综合判断，确认目标列车前方线路区域是否有障碍物，并当目标列车前方线路区域有障碍物时，将障碍物报警信息发送至人机交互显示器进行显示报警提示操作。本发明能够及时发现盲区障碍物，消除安全隐患，保障了铁路列车的行车安全。铁路列车的行车安全。铁路列车的行车安全。


技术研发人员：陈立 胡敏惠 陈敏
受保护的技术使用者：西北铁道电子股份有限公司
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/6/27