专利名称：机车地面信号及障碍物自动识别系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机车地面信号及障碍物自动识别系统。
背景技术：
铁路安全作为关系到国家和人民生命财产的大事，一直受到国家和铁道部的重 视。列车安全运行是铁路安全的核心，改进铁路安全监管手段，提高铁路运营安全工作效 率，增强铁路安全管理能力，以适应维护铁路运输安全的需要，是一个永恒的现实管理问 题。目前，在区间通过地面信号与机车信号、监控装置实现了列车安全的有效控制。而 机车在普通调车色灯信号机、手动道岔、尽头线土档、停留车前的运行，由于没有地面信号 能发出机车识别的机车信号码，而完全处于司机自己判断识别状态，导致机务管理部门每 年发生由于司机失误产生的大量冲脱挤压事故。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种机车地面信号及障碍物自动识别系 统，该系统可以避免或者防止机车司机失误造成的机车冲脱挤压事故。本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是机车地面信号及障碍物自动识别 系统，包括图像识别装置与该图像识别装置相连接的应急模块，所述图像识别装置由安装 于机车车体上的图像采集模块、图像检测定位模块和图像识别模块构成。通过在机车上安装电子图像识别系统，让计算机分析机车运行前方线路上的图 形，由系统识别判断图形上的色灯信号、道岔位置及道岔开闭状态、尽头线土档及停留车， 来提醒司机或控制机车自动制动来防止事故发生。在列车的运行过程中，安装在机车(火 车头)前方的图像采集模块(摄像机)在可视范围内，通过对记录的实时视频图像进行分析 判别，利用图像目标位置定位算法、颜色识别算法及结构、纹理等识别算法，实时分辨出前 方红绿灯状态、尽头线土档、道岔状态及前方的停留车等，机车前方状态被识别后的判定结 果，将以语音信号的形式，通过扬声器进行语音提醒、报警，实时通报给司乘人员，达到有效 避免误判或事故发生的目的，为安全行车提供有力保障。所述图像采集模块由至少一个工业摄像机构成。还包括电源模块，电源模块一端与机车电源接通，一端与图像识别装置接通。所述电源模块为DC/DC变换器。所述应急模块为报警装置。报警装置可以是声音、光或其他其他信号提示机车司 机进行应急操作的结构，司机收到上述报警信号后，对机车进行制动或者其他相应的操作。或者，所述应急模块为控制机车制动的自动制动装置。在图像识别装置给出机车 前方轨道或者信号灯存在异常信息时(如机车轨道上存在障碍物、交通信号灯为红灯等)， 应急模块自动启动机车的制动装置，以避免发生交通事故。综上所述，本实用新型的有益效果是本实用新型在列车的运行过程中，安装在机车(火车头)前方的图像采集模块(摄像机)在可视范围内，通过对记录的实时视频图像进行 分析判别，利用图像目标位置定位算法、颜色识别算法及结构、纹理等识别算法，实时分辨 出前方红绿灯状态、尽头线土档、道岔状态及前方的停留车等，机车前方状态被识别后的判 定结果，将以语音信号的形式，通过扬声器进行语音提醒、报警，实时通报给司乘人员，达到 有效避免误判或事故发生的目的，为安全行车提供有力保障。
图1为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实 施方式不限于此。如图1所示，本实施例的机车地面信号及障碍物自动识别系统主要包括电源模 块、图像识别装置、应急模块等。电源模块为DC/DC变换器，其一端与机车电源接通，一端与 图像识别装置接通，将机车的IlOV电压转换成图像识别装置所需要的电压，图像识别装置 由安装于机车车体上的图像采集模块、图像检测定位模块和图像识别模块构成。其中，图 像采集模块由至少一个工业摄像机构成，摄像机具有在一定速度条件下稳定进行图像采集 的工作能力，将前方较广阔区域内的各种目标实时成像，摄像机根据实际情况选择焦距大 小，可以采用双摄像机，白天晚上进行更替或者高清相机作为方案之一，保证成像效果能达 到识别的要求。图像采集模块将机车前方实际图像采集后传递给图像检测定位模块，图像 检测定位模块对图像采集模块传递的图像进行分析，提取其中的特征图像，包括行车指示 红绿灯图像信息、机车前方轨道图像信息、尽头线土档图像信息、道岔状态图像信息及前方 的停留车图像信息等，该特征图像信息根据机车行车安全的影响因素设置，可以进行增加 或者调整，根据样本图像中火车轨道连续性等多种特征来综合检测是否存在交通灯以及交 通灯在图像上的位置，排除其他非交通灯干扰。图像识别模块中具有上述特征图像的标准 对比图像，图像识别装置将图像检测定位模块提取的特征图像与图像识别模块中的特征图 像的标准对比图像进行对比，运算出具体结果，根据当前视频帧数据、样本图像中交通灯色 素信息，以及通过我们设计的红绿灯色彩空间模型，特定的颜色边缘检测来和交通灯的轮 廓信息来识别交通灯颜色信息，并和前N帧图像识别情况进行比较最终判断交通灯颜色信 息。如发现存在异常信息，(如机车轨道上存在障碍物、交通信号灯为红灯等)，则对应急模 块发出信息，以进行下一步处理或者操作，如未发现异常信息，则机车正常运行。应急模块为报警装置，可以是语音报警装置，图像识别装置经图像采集、识别后发 现存在异常信息时，将信号发送给语音模块，语音模块根据预案设计参考语音库模板将结 果实时播报出来，提醒驾驶员采取正确操作步骤。或者，所述应急模块为控制接车制动的自 动制动装置，应急模块接收到图像识别装置发出的信号时，自动启动机车的制动装置，以避 免发生交通事故。本方案在图像稳定性、识别准确性上进行了充分的设计，运用计算动词理论对动 态图像分析、识别进行了更加全面、完整的处理。利用语言的可计算化体系，可以让自然语 言为计算机所理解，因而计算机更准确模拟人的认知过程成为现实。系统可以建立具有较4强普适性的目标特征识别器，可以对新目标的特征进行提取，以达到迅速识别新目标的目 的。这个过程以目标特征的语言描述为基础，可以简化识别运算，提高识别准确性，具有极 强的普适性。 如上所述，便可较好的实现本实用新型。
权利要求1.机车地面信号及障碍物自动识别系统，其特征在于，包括图像识别装置与该图像识 别装置相连接的应急模块，所述图像识别装置由安装于机车车体上的图像采集模块、图像 检测定位模块和图像识别模块构成。
2.根据权利要求1所述的机车地面信号及障碍物自动识别系统 像采集模块由至少一个工业摄像机构成。
3.根据权利要求1所述的机车地面信号及障碍物自动识别系统 电源模块，电源模块一端与机车电源接通，一端与图像识别装置接通。
4.根据权利要求3所述的机车地面信号及障碍物自动识别系统 源模块为DC/DC变换器。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的机车地面信号及障碍物自动识别系统，其特征 在于，所述应急模块为报警装置。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的机车地面信号及障碍物自动识别系统，其特征 在于，所述应急模块为控制机车制动的自动制动装置。，其特征在于，所述图 ，其特征在于，还包括 ，其特征在于，所述电
专利摘要本实用新型公开了一种机车地面信号及障碍物自动识别系统。该系统包括图像识别装置与该图像识别装置相连接的应急模块，所述图像识别装置由安装于机车车体上的图像采集模块、图像检测定位模块和图像识别模块构成。本实用新型在列车的运行过程中，安装在机车(火车头)前方的图像采集模块(摄像机)在可视范围内，通过对记录的实时视频图像进行分析判别，利用图像目标位置定位算法、颜色识别算法及结构、纹理等识别算法，实时分辨出前方红绿灯状态、尽头线土挡、道岔状态及前方的停留车等，机车前方状态被识别后的判定结果，将以语音信号的形式，通过扬声器进行语音提醒、报警，实时通报给司乘人员，达到有效避免误判或事故发生的目的，为安全行车提供有力保障。
文档编号H04N7/18GK201825066SQ20102056889
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月20日 优先权日2010年10月20日
发明者何文利, 杨吉钊 申请人:成都可益轨道技术有限公司