防止列车通过误报的扫描雷达判断方法与流程

本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种防止列车通过误报的扫描雷达判断方法。

背景技术：

监测线路周界安全，感知自然或人为因素造成的异物入侵事件，一直是高铁安全监控的重点之一。随着人们对高铁安全的需求以及世界范围内反恐形势的日趋严峻，对高速铁路环境安全监测技术水平的要求也越来越高。激光雷达由于出色的性能，可以通过激光扫描判断出一定大小障碍物，已运用于铁路进行监控，防止障碍物坠落于铁轨之上影响铁路运行安全。但目前效果不尽如人意，误报率过高，其中一个重要的因素就是因为当列车通过时，二维激光雷达会将误认为障碍物进行报警。也有一些其他方法减小激光雷达对列车通过的误报，如增加列车过车时间的判断，或者增加振动传感器等，但这些方法或者需要需列车工务段配合或者需要在铁轨上安装传感器，增加了额外的工作和布设成本。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

鉴于以上技术问题，本发明提供一种防止列车通过误报的扫描光雷达判断方法，以至少部分解决上述技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一方面，提供一种防止列车通过误报的扫描雷达判断方法，包括：

设定扫描雷达的扫描范围和扫描周期，其中，所述扫描周期大于等于列车通过所述扫描范围所需时间；

所述扫描雷达根据所述扫描范围和扫描周期进行扫描，并输出扫描结果；

将当前扫描周期的扫描结果与上一扫描周期的扫描结果进行对比判断是否存在固定障碍物，从而判断所述障碍物是否为列车。

在进一步的实施方案中，所述扫描雷达为二维激光雷达。

在进一步的实施方案中，所述扫描雷达根据所述扫描范围和扫描周期进行扫描之前还包括：设定所述扫描雷达的扫描高度。

在进一步的实施方案中，所述扫描高度为5cm至1m之间。

在进一步的实施方案中，所述扫描雷达为单向扫描时，所述扫描周期为所述扫描雷达单次扫描所述扫描范围的时间；所述扫描雷达为双向扫描时，所述扫描周期为所述扫描雷达两次扫描所述扫描范围的时间。

在进一步的实施方案中，所述扫描周期根据所述列车通过的行驶信息和所述扫描范围确定。

在进一步的实施方案中，所述行驶信息包括：列车的行驶速度、列车的长度和列车的行驶方向。

在进一步的实施方案中，所述将当前扫描周期的扫描结果与上一扫描周期的扫描结果进行对比判断是否存在固定障碍物，从而判断所述障碍物是否为列车包括：

所述扫描雷达的扫描结果中发现障碍物后，将其标记为疑似信号；

判断下一扫描周期的扫描结果在相同位置是否存在相同的障碍物；

若存在，则所述障碍物不是所述列车，进行报警；否则，不报警。

(三)有益效果

本发明提供一种防止列车通过误报的扫描光雷达判断方法，该方法通过将扫描雷达的扫描周期设定为大于等于列车通过扫描区域后，对比相邻两个扫描周期的扫描结果，判断其是否存在固定的障碍物，从而判断是否为列车通过。该方法不仅能够显著降低误报率，而且能够有效控制工作量和布设成本。

附图说明

图1是本发明提供的防止列车通过误报的扫描光雷达判断方法的流程图。

图2是本发明提供的防止列车通过误报的扫描光雷达判断方法的工作方式示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

为防止障碍物坠落于铁轨上影响铁路运行安全，通常在铁轨旁设有雷达对其进行不间断扫描，以及时发现障碍物，但目前效果不尽如人意，误报率过高，其中一个重要的因素就是因为当列车通过时，二维激光雷达会将其误认为障碍物进行报警。

本发明提供一种防止列车通过误报的扫描雷达判断方法，通过将扫描雷达的扫描周期设定为大于等于列车通过扫描区域后，对比相邻两个扫描周期的扫描结果，判断其是否存在固定的障碍物，从而判断是否为列车通过，如图1所示该方法包括：

s1：设定扫描雷达的扫描范围和扫描周期，其中，所述扫描周期大于等于列车通过所述扫描范围所需时间；

s2：所述扫描雷达根据所述扫描范围和扫描周期进行扫描，并输出扫描结果；

s3：将当前扫描周期的扫描结果与上一扫描周期的扫描结果进行对比判断是否存在固定障碍物，从而判断所述障碍物是否为列车。

该方法通过对比相邻两次扫描结果，即可准确判断出是否存在可能影响列车运行的障碍物，降低了误报率。

在本实施例中，所述扫描雷达为二维激光雷达。此时，所述扫描雷达根据所述扫描范围和扫描周期进行扫描之前还包括：

s0：设定所述扫描雷达的扫描高度。

由于二维激光雷达仅能扫描到一个平面，未能涉及所有高度，因此需要根据周边环境和情况，根据可能存在的障碍物的高度进行高度设定。一般情况下，所述扫描高度设为5cm至1m之间。

当然，所述扫描雷达也可以是其他雷达，例如三维激光雷达，当使用三维激光雷达时，由于其扫描宽度和高度均为一定范围，把所需扫描范围纳入即可。

在本实施例中，所述扫描雷达为单向扫描时，所述扫描周期为所述扫描雷达单次扫描所述扫描范围的时间；所述扫描雷达为双向扫描时，所述扫描周期为所述扫描雷达两次扫描所述扫描范围的时间。

在本实施例中，设定的所述扫描周期的具体时间t根据所述列车通过的行驶信息和所述扫描范围s确定。其中，所述行驶信息包括：列车的行驶速度v、列车的长度c和列车的行驶方向。

其中，当所述扫描雷达为左至右或由至左单向扫描时，所述扫描周期为所述扫描雷达单次扫描所述扫描范围的时间，且与列车行驶方向相关。当扫描方向与行驶方向相同时，所述扫描周期需满足：t≥(s+c)/(v-s/t)；当扫描方向与行驶方向相反时，所述扫描周期需满足：t≥(s+c)/(v+s/t)。

而所述扫描雷达为双向扫描时，其工作时为左右来回扫描，则所述扫描周期为所述扫描雷达两次扫描所述扫描范围的时间，此时与行驶方向无关，所述扫描周期需满足：t≥(s+c)/v。

在本实施例中，步骤s3具体包括：

s31：所述扫描雷达的扫描结果中发现障碍物后，将其标记为疑似信号；

s32：判断下一扫描周期的扫描结果在相同位置是否存在相同的障碍物；

若存在，则所述障碍物不是所述列车，进行报警；否则，不报警。

其中，如图2所示，图2是本发明提供的防止列车通过误报的扫描光雷达判断方法的工作方式示意图。当列车通过时，第一个扫描周期的扫描结果会扫描到列车并将其标记为疑似信号；由于扫描周期大于等于列车通过时间，所以在下一个扫描周期的扫描结果中将不会在相同位置发现障碍物；此时排除疑似信号且不报警。当出现坠落物或其他可能影响列车安全运行的障碍物时，第一个扫描周期的扫描结果扫描到该障碍物并将其标记为疑似信号；由于障碍物为固定不动的，所以在下一个扫描周期的扫描结果中仍能在相同位置扫描到该障碍物；此时进行报警，提醒工作人员及时处理。

为了更好地解释本发明，下面通过一个具体的示例性实施例进行详细说明：

在本实施例中，列车速度为30米/秒(108km/h)，列车的长度为80米，因此所述列车通过所述二维激光雷达的扫描范围需要的时间为(100+80)/30＝6秒。使用二维激光雷达作为扫描雷达，所述二维激光雷达为双向扫描，其扫描范围设定为100米(即扫描半径50米)，扫描周期设定为7秒，其扫描周期7秒≥6秒。设定雷达报警条件为：雷达在第一周期里发现障碍物记为疑似信号，并不报警；在下一个周期里再次在同样位置发现障碍物，才进行报警。由于列车在一个扫描周期内，就已经行驶完雷达的扫描范围，因而在下一个周期里，雷达将不会再次发现列车作为障碍物报警，因为不会对列车产生误报。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

还需要说明的是，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。