用于机车牵引的车载影音测距方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于机车牵引的车载影音测距方法及装置，旨在为铁路机车倒车牵引提供一种显示距离与影像信息，并产生报警的装置，其包括：激光测距模块，其采集机车与车辆间距离；带夜视功能的倒车摄像头，其采集待牵引车辆的影像信息；与所述激光测距模块和带夜视功能的倒车摄像头连接的车载嵌入式设备，其将激光测距模块采集的距离信息叠加到带夜视功能的倒车摄像头采集到的影像信息，并进行压缩存储和实时输出显示；与所述的车载嵌入式设备连接的显示模块，其显示所述车载嵌入式设备处理后输出的叠加距离信息的视频信号；与所述的车载嵌入式设备连接的语音报警模块，其在机车与待牵引车辆距离到达设定值时发出语音报警提示。
【专利说明】用于机车牵引的车载影音测距方法及装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于铁路机车牵引的车载自动提示装置，更具体的说，涉及一种用于机车牵引的车载影音测距方法及装置。
【背景技术】
[0002]铁路上各种车厢的移动都是通过机车来牵引的，机车通过倒车实现其尾部的牵引钩与车厢头部的牵引环对接，达到牵引车厢的目的。
[0003]机车牵弓丨钩与牵引环对接过程要求极其精确，若机车倒车速度太快则易使牵引环因撞击而损坏，若机车倒车速度太慢则影响工作效率。目前实现牵引的途径是，机车尾部需要一名工作人员观察机车的倒车进度，通过对讲机告诉驾驶员机车牵引钩与车厢牵引环间距离信息，并且在机车牵引钩与车厢牵引环即将对接时，实时观察对接程度并指挥机车驾驶员控制车速，实现精确对接。但其不足之处:通过对讲机语言描述对接情况不够直观，并且一旦语言表达错误，将会带来安全隐患，在夜间作业时，人工观察不易实现。
[0004]因为机车质量大惯性大，车速瞬间改变较困难，所以倒车牵引时在距待牵引车厢20米处，工作人员便开始观察距离信息并指挥驾驶员控制车速。目前普遍的超声波雷达测距方案，其最远测量距离8-10米，无法满足铁路机车倒车牵引20米的距离要求，并且测量精度低，无法满足铁路机车牵引钩与车厢牵引环精确对接时，实时显示牵引钩与牵引环间距的要求。远距离、高精度激光测距可以满足铁路机车牵引测距要求，并且同时引入带夜视功能的倒车摄像头，并结合车载嵌入式设备，代替人工观察方式，实时显示叠加距离的影像信息，实现机车倒车牵引的智能化。
【发明内容】
[0005]为了解决目前铁路机车倒车牵引没有距离及影像显示的技术问题，本发明提供了一种用于机车牵引的车载影音测距装置。
[0006]本发明采用的技术方案为:
[0007]用于机车牵引的车载影音测距装置，其包括，
[0008]激光测距模块，其采集机车与车厢间距离；
[0009]带夜视功能的倒车摄像头，其采集待牵引车厢的影像信息；
[0010] 与所述激光测距模块和带夜视功能的倒车摄像头连接的车载嵌入式设备，其将激光测距模块采集的距离信息叠加到带夜视功能的倒车摄像头采集到的影像信息，并进行压缩存储和实时输出显示；
[0011]与所述的车载嵌入式设备连接的显示模块，其显示所述车载嵌入式设备处理后输出的叠加距离信息的视频信号；
[0012]与所述的车载嵌入式设备连接的语音报警模块，其在机车与待牵引车厢距离到达设定值时发出语音报警提示。
[0013]所述车载嵌入式设备包括:[0014]与所述激光测距模块和语音报警模块连接的MCU，其用于接收距离信息并控制其他各个模块；
[0015]与所述MCU、带夜视功能的倒车摄像头和显示模块连接的字符视频叠加模块，其用于将距离信息叠加到带夜视功能的倒车摄像头采集的影像上；
[0016]与所述字符视频叠加模块和MCU连接的视频压缩模块，其用于压缩视频信号；
[0017]与所述视频压缩模块连接的视频存储模块，其用于存储压缩后的视频数据。
[0018]本发明还提供了一种用 于机车牵引的车载影音测距方法，包括以下步骤，
[0019]步骤一，在MCU中设定牵引钩和牵引环的长度信息，作为第一编码信息；
[0020]步骤二，MCU接收激光测距模块采集的机车与车厢的距离信息，作为第二编码信息；
[0021]步骤三，MCU调用测距算法，计算得到牵引钩与牵引环的距离信息，作为第三编码信息，同时将第三编码信息传输给字符视频叠加模块；
[0022]步骤四，字符视频叠加模块接收带夜视功能的倒车摄像头采集的牵引环影像信息，作为第四编码信息，并将第三编码信息与第四编码信息叠加融合，得到带有距离信息的影像?目息，作为第五编码?目息；
[0023]步骤五，视频压缩模块与视频存储模块对第五编码信息进行压缩和存储；同时，显示模块显示输出叠加距离信息后的影像信息。
[0024]本发明的有益效果是，在机车倒车牵引作业时开启，通过按键选择设定机车牵引钩和待牵引车厢牵引环类型；车载嵌入式设备接收激光测距模块采集的机车与车厢间距离信息，并通过调用测距算法，计算得到牵引钩距牵引环的距离；带夜视功能的倒车摄像头可以在夜间作业时，采集牵引环的影像信息；车载嵌入式设备将距离信息叠加到带夜视功能的倒车摄像头采集到的影像信息，并进行压缩存储和实时输出显示；在距离为整数米时，语音报警模块会将距离信息以语音的形式播报出来；压缩存储的影像信息，可以通过选择车载嵌入式设备中的回放功能进行回放显示。将远距离、高精度激光测距与监控影像引入机车倒车牵引，并结合车载嵌入式设备，代替人工观察方式，实时显示叠加距离的影像信息，实现机车倒车牵引的智能化。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明铁路机车倒车牵引影音测距提示装置的结构原理图；
[0026]图2是本发明铁路机车倒车牵引影音测距提示方法的原理流程图；
[0027]图3是本发明铁路机车倒车牵引影音测距提示方法的测距算法示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0029]如图1所示，本发明用于机车牵引的车载影音测距装置，包括激光测距模块、带夜视功能的倒车摄像头、车载嵌入式设备、语音报警模块和显示模块。其中，激光测距模块和带夜视功能的倒车摄像头分别与车载嵌入式设备连接，向车载嵌入式设备传输信息，车载嵌入式设备分别连接语音报警模块和显示模块，向两个模块发出命令。
[0030]激光测距模块，安装于机车尾部，激光光束与轨道平行，垂直照射于待牵引车厢车厢，主要用于采集机车与车厢间距离信息。
[0031]带夜视功能的倒车摄像头，安装于机车尾部，镜头正对车厢头部牵引环，用于采集车厢上牵引环的影像信息，在夜间开启红外模式采集夜间影像信息。
[0032]车载嵌入式设备与所述激光测距模块和带夜视功能的倒车摄像头连接，安装于机车驾驶室，主要用于将激光测距模块采集的距离信息叠加到带夜视功能的倒车摄像头采集到的影像信息，并进行压缩存储和实时输出显示。其中:车载嵌入式设备包括MCU、字符视频置加1?块、视频压缩1?块和视频存储1?块:
[0033]MCU与所述激光测距模块和语音报警模块连接，其用于接收距离信息并控制其他各个模块。
[0034]字符视频叠加模块与所述MCU、带夜视功能的倒车摄像头和显示模块连接，其用于将距离信息叠加到带夜视功能的倒车摄像头采集的影像上，然后将带有距离信息的影像通过显示模块显示。
[0035]视频压缩模块与所述字符视频叠加模块和MCU连接，其用于压缩视频信号。
[0036]视频存储模块与所述视频压缩模块连接，其用于存储压缩后的视频数据。 [0037]显示模块与所述车载嵌入式设备连接，其主要用于显示输出叠加距离信息的视频信号。
[0038]语音报警模块与所述的车载嵌入式设备连接，其主要用于在机车与待牵引车厢距离到达设定值时发出语音报警提示。
[0039]如图2所示，本发明用于机车牵引的车载影音测距方法，包括以下步骤，
[0040]步骤一，在MCU中设定牵引钩和牵引环的长度信息，作为第一编码信息；
[0041]步骤二，MCU接收激光测距模块采集的机车与车厢的距离信息，作为第二编码信息；
[0042]步骤三，MCU调用测距算法，计算得到牵引钩与牵引环的距离信息，作为第三编码信息，同时将第三编码信息传输给字符视频叠加模块；
[0043]步骤四，字符视频叠加模块接收带夜视功能的倒车摄像头采集的牵引环影像信息，作为第四编码信息，并将第三编码信息与第四编码信息叠加融合，得到带有距离信息的影像?目息，作为第五编码?目息；
[0044]步骤五，视频压缩模块与视频存储模块对第五编码信息进行压缩和存储；同时，显示模块显示输出叠加距离信息后的影像信息。
[0045]在上述第三步中，测距算法预先设定的MCU中，计算得到牵引钩与牵引环间距离信息。具体计算方法如下:
[0046]如图3所示，激光测距测得的是机车与车厢间距离信息，本装置最终显示的是牵引钩与牵引环间距离信息，所以测距算法即机车与车厢间距离减去牵引钩和牵引环的长度。具体步骤，通过车载嵌入式设备按键，设定牵引钩和牵引环的长度信息，作为第一编码信息；MCU接收激光测距模块采集的机车与车厢间距离信息，作为第二编码信息，牵引钩与牵引环间距离S =第二编码信息-第一编码信息。
【权利要求】
1.用于机车牵引的车载影音测距装置，其特征是，包括: 激光测距模块，其采集机车与车厢间距离； 带夜视功能的倒车摄像头，其采集待牵引车厢的影像信息； 与所述激光测距模块和带夜视功能的倒车摄像头连接的车载嵌入式设备，其将激光测距模块采集的距离信息叠加到带夜视功能的倒车摄像头采集到的影像信息，并进行压缩存储和实时输出显示； 与所述的车载嵌入式设备连接的显示模块，其显示所述车载嵌入式设备处理后输出的叠加距离信息的视频信号； 与所述的车载嵌入式设备连接的语音报警模块，其在机车与待牵引车厢距离到达设定值时发出语音报警提示。
2.根据权利要求1所述的用于机车牵引的车载影音测距装置，其特征在于，所述车载嵌入式设备包括: 与所述激光测距模块和语音报警模块连接的MCU，其用于接收距离信息并控制其他各个模块； 与所述MCU、带夜视功能的倒车摄像头和显示模块连接的字符视频叠加模块，其用于将距离信息叠加到带夜视功能的倒车摄像头采集的影像上； 与所述字符视频叠加模块和MCU连接的视频压缩模块，其用于压缩视频信号； 与所述视频压缩模块连接的视频存储模块，其用于存储压缩后的视频数据。
3.用于机车牵引的车载影音测距方法，其特征是，包括以下步骤， 步骤一，在MCU中设定牵引钩和牵引环的长度信息，作为第一编码信息； 步骤二，MCU接收激光测距模块采集的机车与车厢的距离信息，作为第二编码信息； 步骤三，MCU调用测距算法，计算得到牵引钩与牵引环的距离信息，作为第三编码信息，同时将第三编码信息传输给字符视频叠加模块； 步骤四，字符视频叠加模块接收带夜视功能的倒车摄像头采集的牵引环影像信息，作为第四编码信息，并将第三编码信息与第四编码信息叠加融合，得到带有距离信息的影像信息，作为第五编码信息； 步骤五，视频压缩模块与视频存储模块对第五编码信息进行压缩和存储；同时，显示模块显示输出叠加距离信息后的影像信息。
【文档编号】G01C3/00GK103983238SQ201410193140
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】黄敬涛, 王晓东, 李丙玉 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所