一种基于姿态自适应及面阵激光的地铁站台间隙探测装置的制作方法

本实用新型涉及轨道交通间隙探测技术领域，尤其涉及一种基于姿态自适应及面阵激光的地铁站台间隙探测装置。

背景技术：

地铁站台门与列车之间的间隙探测，是站台门系统中的一个重点也是难点的问题。地铁站台门与列车间存在10～35cm宽度的间隙，为确保安全，列车发车前司机需确认100多米长的间隙内无夹人夹物发生。当前检测手段如：防夹挡板、红外光栅、瞭望灯带等方式误报率高，易引发司机疲劳，且检测范围有限。另外也有采用相机进行检测，但是依赖纯图像特征匹配，由于市内的地铁站台有地上和地下的两种，在光照较暗或者过度曝光场景效果差，场景缺乏纹理时也很难进行特征提取和匹配。光照较暗可以通过补光解决，但是光线太强的情况难以解决，同时，强烈的机械高频振动使得此类设备的安装角度发生转变，易造成误报且需求的维护频率较高。

技术实现要素：

为了解决上述存在的问题，本实用新型提出一种基于姿态自适应及面阵激光的地铁站台间隙探测装置，在光线很强的情况下，该装置也能够准确的探测出地铁和站台之间的间隙内的异物；并且该装置还能对检测其是否发生位置偏移。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下方案，

一种基于姿态自适应及面阵激光的地铁站台间隙探测装置，包括远程监控的监控主机和控制箱，其特征在于，所述装置包括：外壳；所述外壳的前面板上固定有图像采集模块，用以采集地铁站台间隙内的图像信息；所述图像采集模块包括面阵激光光源、红外相机、红外补光光源和面阵激光相机，所述面阵激光光源、红外相机、红外补光光源和面阵激光相机依次设置在外壳的前面板上；所述外壳的内部设有控制模块，用以对采集的图像信息进行处理；所述控制模块连接红外相机和面阵激光相机；所述外壳的背面板上设有信号传输接口、以太网接口和电源接口；所述信号传输接口通过信号电路连接控制模块，且信号传输接口外接控制箱，用以控制信号的传输；所述以太网接口连接控制模块，且以太网接口外接监控主机，用以向监控主机上传图像数据；所述电源接口通过供电电路为装置供电，且电源接口外接220v市电；所述外壳内还安装有姿态传感器，所述姿态传感器连接控制模块。

进一步地，所述电源接口jp包括1脚、2脚和3脚，且所述电源接口的2脚连接220v市电的零线，所述电源接口的1脚连接220v市电的火线，所述电源接口的3脚连接220v市电的地线；所述供电电路包括固定在外壳后面板上的带灯金属按键开关sw，所述带灯金属按键开关sw设有1脚、2脚、3脚和4脚，所述1脚和2脚之间串联有常开的按键开关s，所述3脚和4脚之间串联有一个led灯；所述供电电路还包括可输出14.6v直流电的第一电路，所述第一电路包括保险丝f1、压敏电阻var1、压敏电阻var2、压敏电阻var3、负温度系数热敏电阻ntc、电阻rp1、电容cp1、电容cp2、电容cp3、共模滤波电感lcm、放电管gdt、型号为hs15p36sr的稳压芯片up1、差模滤波电感ldm、极性电容cp4、极性电容cp5、电容cp6、极性电容cp26、电容cp27、正温度系数热敏电阻ptc、瞬态抑制二极管dp4、肖特基二极管dp1和肖特基二极管dp2；所述保险丝f1的一端连接电源接口的1脚，所述保险丝f1的另一端连接带灯金属按键开关sw的1脚，所述带灯金属按键开关sw的4脚连接电源接口的2脚；所述带灯金属按键开关sw的2脚和3脚均连接压敏电阻var1的一端、压敏电阻var2的一端和负温度系数热敏电阻ntc的一端；所述压敏电阻var2的另一端连接压敏电阻var3的一端和放电管gdt的1脚；所述负温度系数热敏电阻ntc的另一端连接电阻rp1的一端、电容cp1的一极、电容cp2的一极和共模滤波电感lcm的2脚；所述电容cp2的另一极连接电容cp3的一极、放电管gdt的2脚和电源接口的3脚；所述电源接口的2脚连接压敏电阻var1的另一端、压敏电阻var3的另一端、电阻rp1的另一端、电容cp1的另一极、电容cp3的另一极和共模滤波电感lcm的1脚；所述稳压芯片up1的1脚连接共模滤波电感lcm的4脚，所述稳压芯片up1的2脚连接共模滤波电感lcm的3脚；所述稳压芯片up1的3脚和4脚连接极性电容cp4的正极和差模滤波电感ldm的1脚；所述差模滤波电感ldm的2脚连接极性电容cp5的正极、电容cp6的一极、正温度系数热敏电阻ptc的一端；所述正温度系数热敏电阻ptc的另一端连接瞬态抑制二极管dp4的负极、肖特基二极管dp1的正极和肖特基二极管dp2的正极；所述肖特基二极管dp1的负极连接极性电容cp26的正极、电容cp27的一极；所述稳压芯片up1的5脚和6脚、极性电容cp4的负极、极性电容cp5的负极、电容cp6的另一极、瞬态抑制二极管dp4的正极、极性电容cp26的负极、电容cp27的另一极均接地；所述正温度系数热敏电阻ptc的另一端输出15v直流电；所述肖特基二极管dp1的负极和肖特基二极管dp2的负极，均输出14.6v直流电。

进一步地，所述供电电路还包括可输出5v直流电的第二电路，所述第二电路包括型号为tps564201ddcr的稳压芯片up2、电容cp7、电容cp8、电容cp9、电容cp10、电容cp11、电感lp1、电阻rp2、电阻rp3、肖特基二极管dp3、肖特基二极管dp8、极性电容cp18和电容cp19；所述稳压芯片up2的3脚和5脚、电容cp7的一极、电容cp8的一极连接正温度系数热敏电阻ptc的另一端，接入15v直流电；所述稳压芯片up2的2脚连接电容cp9的一极和电感lp1的一端；所述稳压芯片up2的6脚连接电容cp9的另一极；所述电感lp1的另一端连接电阻rp2的一端、电容cp10的一极、电容cp11的一极、肖特基二极管dp3的正极、肖特基二极管dp8的正极；所述电阻rp2的另一端连接稳压芯片up2的4脚、电阻rp3的一端；所述肖特基二极管dp3的负极连接极性电容cp18的正极、电容cp19的一极；所述电容cp7的另一极、电容cp8的另一极、稳压芯片up2的1脚、电阻rp3的另一端、电容cp10的另一极、电容cp11的另一极、极性电容cp18的负极、电容cp19的另一极均接地；所述电感lp1的另一端输出5v直流电；所述肖特基二极管dp3的负极和肖特基二极管dp8的负极均输出4.6v直流电。

进一步地，所述供电电路还包括可输出3.3v直流电的第三电路，所述第三电路包括型号为tps564201ddcr的稳压芯片up3、电容cp12、电容cp13、电容cp14、电容cp15、电容cp16、电容cp17、极性电容cp22、电容cp23、电感lp2、电阻rp4、电阻rp5和肖特基二极管dp5；所述稳压芯片up3的3脚和5脚、电容cp12的一极、电容cp13的一极连接肖特基二极管dp2的负极，接入14.6v直流电；所述稳压芯片up3的2脚连接电容cp14的一极和电感lp2的一端；所述稳压芯片up3的6脚连接电容cp14的另一极；所述电感lp2的另一端连接电阻rp4的一端、电容cp15的一极、电容cp16的一极、电容cp17的一极、肖特基二极管dp5的正极；所述肖特基二极管dp5的负极连接极性电容cp22的正极、电容cp23的一极；所述电阻rp4的另一端连接稳压芯片up3的4脚、电阻rp5的一端；所述电容cp12的另一极、电容cp13的另一极、稳压芯片up3的1脚、电阻rp5的另一端、电容cp15的另一极、电容cp16的另一极、电容cp17的另一极、极性电容cp22的负极、电容cp23的另一极均接地；所述电感lp2的另一端输出3.3v直流电；所述肖特基二极管dp5的负极输出2.9v直流电。

进一步地，所述控制模块为采用型号为bcm2837的树莓派；所述树莓派设有四个usb端口；且所述树莓派包括标准的40个引脚，其中树莓派的2脚和4脚连接所述瞬态抑制二极管dp4的负极，接入5v直流电，所述树莓派的9脚、25脚、6脚、14脚、20脚、30脚和34脚均接地。

进一步地，所述面阵激光相机采用型号为hps-3d160的固态激光雷达传感器；所述面阵激光相机连接所述树莓派的一个usb端口jla，且所述第一usb端口jla的1脚连接肖特基二极管dp1的负极，接入14.6v直流电；所述红外相机采用型号为rpicamera(h)的树莓派摄像头；所述红外相机连接所述树莓派的另一个usb端口jusb，且所述第二usb端口jusb的1脚连接电感lp1的另一端，接入5v直流电。

进一步地，所述面阵激光光源连接六引脚的供电端子ifr1，所述红外补光光源连接六引脚的供电端子ifr2；所述面阵激光光源和红外补光光源均连接控制电路，所述控制电路包括电阻rp7、电阻rp8、电阻rp9、场效应管q2、三极管q3、二极管dp9、极性电容cp20、电容cp21、肖特基二极管dp6、肖特基二极管dp7；所述电阻rp7的一端、电阻rp9的一端和场效应管q2的源极均连接电感lp2的另一端，接入3.3v直流电；所述电阻rp7的另一端连接电阻rp8的一端，所述电阻rp7的另一端连接树莓派的40脚；所述电阻rp8的另一端连接三极管q3的基极；所述三极管q3的集电极连接二极管dp9的负极、电阻rp9的另一端和场效应管q2的栅极；所述场效应管q2的漏极连接极性电容cp20的正极、电容cp21的一极、肖特基二极管dp6的正极和肖特基二极管dp7的正极；所述三极管q3的发射极、二极管dp9的正极、极性电容cp20的负极和电容cp21的另一极均接地；所述肖特基二极管dp6的负极和肖特基二极管dp7的负极均输出2.9v直流电；所述肖特基二极管dp6的负极连接供电端子ifr2的1脚和4脚；所述肖特基二极管dp7的负极连接供电端子ifr1的1脚和4脚；所述供电端子ifr1的3脚和6脚、供电端子ifr2的3脚和6脚均接地。

进一步地，所述姿态传感器采用型号为jy60的角度传感器u1，所述姿态传感器u1的2脚和11脚均连接肖特基二极管dp3的负极，接入4.6v直流电；所述姿态传感器u1的5脚和8脚均接地；所述姿态传感器u1的3脚连接树莓派的8脚，所述姿态传感器u1的4脚连接树莓派的10脚。

进一步地，所述外壳上还设有发出红光的发光二极管led1和发出绿光的发光二极管led2；所述发光二极管led1的正极连接树莓派的36脚，且发光二极管led1的正极和树莓派的36脚之间串联有电阻r1；所述发光二极管led2的正极连接树莓派的38脚，且发光二极管led2的正极和树莓派的38脚之间串联有电阻r2；所述发光二极管led1的负极和发光二极管led1的负极均接地。

进一步地，所述外壳上还设有风扇，所述风扇连接两引脚供电端子jf2，所述供电端子jf2的1脚连接肖特基二极管dp5的负极，接入2.9v直流电；所述供电端子jf2的2脚接地。

该装置使用时，先将装置安装于轨道侧屏蔽门正上方，将以太网接口外接监控主机，信号传输接口外接控制箱，电源接口外接220v市电；打开带灯金属按键开关，接通电源，装置启动；所述控制箱通过信号传输接口向控制模块发出探测信号，控制模块控制面阵激光光源和红外补光光源发光，所述面阵激光相机和红外相机采集图像信息，并传输至控制模块；另外，所述角度传感器定时检测装置的角度的变化量，并将角度的变化量传输至控制模块；所述控制模块判断角度的变化量的大小，当角度的变化量为微小变化时，控制模块根据自调整算法以适应背景，从而准确的判断地铁和站台之间是否存在异物；若地铁和站台之间存在异物，发光二极管led1发红光；并且控制模块通过信号传输接口发出报警信号，控制箱接收到报警信号，发出声光报警。当所述角度传感器检测到角度的变化量达到或超过阈值时，则控制模块通过信号传输接口发出报警信号，控制箱接收到报警信号，发出声光报警。

本实用新型所述的探测装置的优点在于：1）该装置通过面阵激光时间飞行法（tof,timeofflight）进行测距，光源会发射出经过调制的近红外光，光线遇物体后反射并再次被面阵激光相机接收，通过计算光线发射和接收的相位差与时间差，来换算被拍摄景物的距离，建立被测空间的深度图像，适用于环境光较弱及环境光干扰较强的场景，当被检区域缺乏纹理时仍然能可靠识别异物，抗强光达80klux，有效改善环境光及高反射率物体对探测的干扰；2）该装置内设有姿态传感器，使得该装置具备姿态变化自适应功能，可有效解决振动导致的设备移位从而引发的探测背景变化问题，有效降低机械振动引发的误报率。

附图说明

图1为本实用新型所述的探测装置的原理图。

图2为本实用新型所述的探测装置的电源接口的接线图。

图3为本实用新型所述的探测装置的带灯金属按键开关的接线图。

图4本实用新型所述的探测装置的供电电路的第一电路的电路图

图5为本实用新型所述的探测装置的供电电路的第二电路的电路图。

图6为本实用新型所述的探测装置的供电电路的第三电路的电路图。

图7为本实用新型所述的探测装置的树莓派的电路图。

图8为本实用新型所述的探测装置的面阵激光相机的接线图。

图9为本实用新型所述的探测装置的红外相机的接线图。

图10为本实用新型所述的探测装置的控制电路的电路图。

图11为本实用新型所述的探测装置的姿态传感器的接线图。

图12为本实用新型所述的探测装置的面阵激光光源的供电端子图。

图13为本实用新型所述的探测装置的红外补光光源的供电端子图。

图14为本实用新型所述的探测装置的风扇的供电端子图。

图15为本实用新型所述的探测装置的信号传输接口的接线图。

图16为本实用新型所述的探测装置的信号输入电路的电路图。

图17为本实用新型所述的探测装置的信号输出电路的电路图。

图18为本实用新型所述的探测装置的面阵激光探测异物的原理示意图。

图19为本实用新型所述的探测装置的安装结构俯视示意图。

图20为图18中a-a面的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，一种基于姿态自适应及面阵激光的地铁站台间隙探测装置，包括远程监控的监控主机和控制箱，其特征在于，所述装置包括：外壳；所述外壳的前面板上固定有图像采集模块，用以采集地铁站台间隙内的图像信息；所述图像采集模块包括面阵激光光源、红外相机、红外补光光源和面阵激光相机，所述面阵激光光源、红外相机、红外补光光源和面阵激光相机依次设置在外壳的前面板上；所述外壳的内部设有控制模块，用以对采集的图像信息进行处理；所述控制模块连接红外相机和面阵激光相机；所述外壳的背面板上设有信号传输接口、以太网接口和电源接口；所述信号传输接口通过信号电路连接控制模块，且信号传输接口外接控制箱，用以控制信号的传输；所述以太网接口连接控制模块，且以太网接口外接监控主机，用以向监控主机上传图像数据；所述电源接口通过供电电路为装置供电，且电源接口外接220v市电；所述外壳内还安装有姿态传感器，所述姿态传感器连接控制模块。使用时，先将该装置安装于轨道侧屏蔽门正上方，再将电源接口、以太网接口、信号传输接口与外部设备连接；接通电源进入工作状态，当地铁到站后，乘客上下车完毕，控制箱通过信号传输接口控制该装置进行探测，即控制模块控制光源发光，所述面阵激光相机和红外相机采集地铁与站台门间隙的图像信息，并将图像信息传输至控制模块，所述控制模块判断是否存在异物；若存在异物，控制模块通过以太网接口将检测结果及图像上传监控主机，并且控制模块通过信号传输接口向控制箱发出信号，辅以声光报警，及时提醒司机；若无异物，控制模块通过以太网接口将检测结果上传监控主机，列车司机即可正常发车。另外，所述姿态传感器当时检测该装置的角度变化量，并将角度变化量传输至控制模块，保证控制模块在判断是否存在异物时，对角度的变化量进行修正，使其能够准确判断；当角度变化量超过阈值时，控制模块通过信号传输接口向控制箱发出信号，辅以声光报警，及时提醒司机。

如图2所示，所述电源接口jp包括1脚、2脚和3脚，且所述电源接口的2脚连接220v市电的零线，所述电源接口的1脚连接220v市电的火线，所述电源接口的3脚连接220v市电的地线；所述供电电路包括固定在外壳后面板上的带灯金属按键开关sw，如图3所示，所述带灯金属按键开关sw设有1脚、2脚、3脚和4脚，所述1脚和2脚之间串联有常开的按键开关s，所述3脚和4脚之间串联有一个led灯；如图4所示，所述供电电路还包括可输出14.6v直流电的第一电路，所述第一电路包括保险丝f1、压敏电阻var1、压敏电阻var2、压敏电阻var3、负温度系数热敏电阻ntc、电阻rp1、电容cp1、电容cp2、电容cp3、共模滤波电感lcm、放电管gdt、型号为hs15p36sr的稳压芯片up1、差模滤波电感ldm、极性电容cp4、极性电容cp5、电容cp6、极性电容cp26、电容cp27、正温度系数热敏电阻ptc、瞬态抑制二极管dp4、肖特基二极管dp1和肖特基二极管dp2；所述保险丝f1的一端连接电源接口的1脚，所述保险丝f1的另一端连接带灯金属按键开关sw的1脚，所述带灯金属按键开关sw的4脚连接电源接口的2脚；所述带灯金属按键开关sw的2脚和3脚均连接压敏电阻var1的一端、压敏电阻var2的一端和负温度系数热敏电阻ntc的一端；所述压敏电阻var2的另一端连接压敏电阻var3的一端和放电管gdt的1脚；所述负温度系数热敏电阻ntc的另一端连接电阻rp1的一端、电容cp1的一极、电容cp2的一极和共模滤波电感lcm的2脚；所述电容cp2的另一极连接电容cp3的一极、放电管gdt的2脚和电源接口的3脚；所述电源接口的2脚连接压敏电阻var1的另一端、压敏电阻var3的另一端、电阻rp1的另一端、电容cp1的另一极、电容cp3的另一极和共模滤波电感lcm的1脚；所述稳压芯片up1的1脚连接共模滤波电感lcm的4脚，所述稳压芯片up1的2脚连接共模滤波电感lcm的3脚；所述稳压芯片up1的3脚和4脚连接极性电容cp4的正极和差模滤波电感ldm的1脚；所述差模滤波电感ldm的2脚连接极性电容cp5的正极、电容cp6的一极、正温度系数热敏电阻ptc的一端；所述正温度系数热敏电阻ptc的另一端连接瞬态抑制二极管dp4的负极、肖特基二极管dp1的正极和肖特基二极管dp2的正极；所述肖特基二极管dp1的负极连接极性电容cp26的正极、电容cp27的一极；所述稳压芯片up1的5脚和6脚、极性电容cp4的负极、极性电容cp5的负极、电容cp6的另一极、瞬态抑制二极管dp4的正极、极性电容cp26的负极、电容cp27的另一极均接地；所述正温度系数热敏电阻ptc的另一端输出15v直流电；所述肖特基二极管dp1的负极和肖特基二极管dp2的负极，均输出14.6v直流电。

所述电源接口jp外接220v市电，当按下带灯金属按键开关时，电路中的负温度系数热敏电阻ntc可有效防止浪涌电流；另外压敏电阻和保险丝则会形成过压保护；所述第一电路中，在稳压芯片up1的作用下，可输出15v直流电，再经肖特基二极管dp1输出14.6v直流电，可为面阵激光相机供电；所述电路中的电容和电感主要起到滤波稳流的作用。

如图5所示，所述供电电路还包括可输出5v直流电的第二电路，所述第二电路包括型号为tps564201ddcr的稳压芯片up2、电容cp7、电容cp8、电容cp9、电容cp10、电容cp11、电感lp1、电阻rp2、电阻rp3、肖特基二极管dp3、肖特基二极管dp8、极性电容cp18和电容cp19；所述稳压芯片up2的3脚和5脚、电容cp7的一极、电容cp8的一极连接正温度系数热敏电阻ptc的另一端，接入15v直流电；所述稳压芯片up2的2脚连接电容cp9的一极和电感lp1的一端；所述稳压芯片up2的6脚连接电容cp9的另一极；所述电感lp1的另一端连接电阻rp2的一端、电容cp10的一极、电容cp11的一极、肖特基二极管dp3的正极、肖特基二极管dp8的正极；所述电阻rp2的另一端连接稳压芯片up2的4脚、电阻rp3的一端；所述肖特基二极管dp3的负极连接极性电容cp18的正极、电容cp19的一极；所述电容cp7的另一极、电容cp8的另一极、稳压芯片up2的1脚、电阻rp3的另一端、电容cp10的另一极、电容cp11的另一极、极性电容cp18的负极、电容cp19的另一极均接地；所述电感lp1的另一端输出5v直流电；所述肖特基二极管dp3的负极和肖特基二极管dp8的负极均输出4.6v直流电。在稳压芯片up2的作用下，可输出5v直流电，再经肖特基二极管dp3输出4.6v直流电，为姿态传感器供电；再经肖特基二极管dp8，输出4.6v直流电，为信号输出电路供电。

如图6所示，所述供电电路还包括可输出3.3v直流电的第三电路，所述第三电路包括型号为tps564201ddcr的稳压芯片up3、电容cp12、电容cp13、电容cp14、电容cp15、电容cp16、电容cp17、极性电容cp22、电容cp23、电感lp2、电阻rp4、电阻rp5和肖特基二极管dp5；所述稳压芯片up3的3脚和5脚、电容cp12的一极、电容cp13的一极连接肖特基二极管dp2的负极，接入14.6v直流电；所述稳压芯片up3的2脚连接电容cp14的一极和电感lp2的一端；所述稳压芯片up3的6脚连接电容cp14的另一极；所述电感lp2的另一端连接电阻rp4的一端、电容cp15的一极、电容cp16的一极、电容cp17的一极、肖特基二极管dp5的正极；所述肖特基二极管dp5的负极连接极性电容cp22的正极、电容cp23的一极；所述电阻rp4的另一端连接稳压芯片up3的4脚、电阻rp5的一端；所述电容cp12的另一极、电容cp13的另一极、稳压芯片up3的1脚、电阻rp5的另一端、电容cp15的另一极、电容cp16的另一极、电容cp17的另一极、极性电容cp22的负极、电容cp23的另一极均接地；所述电感lp2的另一端输出3.3v直流电；所述肖特基二极管dp5的负极输出2.9v直流电。在稳压芯片up3的作用下，可输出3.3v直流电，再经肖特基二极管dp5输出2.9v直流电，为光源供电。

如图7所示，所述控制模块为采用型号为bcm2837的树莓派；所述树莓派设有四个usb端口；且所述树莓派包括标准的40个引脚，其中树莓派的2脚和4脚连接所述瞬态抑制二极管dp4的负极，接入5v直流电，所述树莓派的9脚、25脚、6脚、14脚、20脚、30脚和34脚均接地。所述树莓派的40个引脚通过双排母进行接线。本实施例中，该树莓派可接收面阵激光相机和红外相机采集的图像信息，然后与背景图像信息进行对比，分析是否存在异物；另外，姿态传感器也会将当前的装置的角度变化量传输至树莓派，树莓派根据角度变化量进行背景图像信息修正，从而提高异物判断的准确性。

如图8所示，所述面阵激光相机采用型号为hps-3d160的固态激光雷达传感器；所述面阵激光相机连接所述树莓派的一个usb端口jla，且所述第一usb端口jla的1脚连接肖特基二极管dp1的负极，接入14.6v直流电；如图9所示，所述红外相机采用型号为rpicamera(h)的树莓派摄像头；所述红外相机连接所述树莓派的另一个usb端口jusb，且所述第二usb端口jusb的1脚连接电感lp1的另一端，接入5v直流电。

本实施例中，如图10所示,所述面阵激光光源连接六引脚的供电端子ifr1，所述红外补光光源采用型号为infraredledboard(b)的树莓派摄像头感光红外灯；如图11所示,所述红外补光光源连接六引脚的供电端子ifr2；所述面阵激光光源和红外补光光源均连接控制电路，如图12所示，所述控制电路包括电阻rp7、电阻rp8、电阻rp9、场效应管q2、三极管q3、二极管dp9、极性电容cp20、电容cp21、肖特基二极管dp6、肖特基二极管dp7；所述电阻rp7的一端、电阻rp9的一端和场效应管q2的源极均连接电感lp2的另一端，接入3.3v直流电；所述电阻rp7的另一端连接电阻rp8的一端，所述电阻rp7的另一端连接树莓派的40脚；所述电阻rp8的另一端连接三极管q3的基极；所述三极管q3的集电极连接二极管dp9的负极、电阻rp9的另一端和场效应管q2的栅极；所述场效应管q2的漏极连接极性电容cp20的正极、电容cp21的一极、肖特基二极管dp6的正极和肖特基二极管dp7的正极；所述三极管q3的发射极、二极管dp9的正极、极性电容cp20的负极和电容cp21的另一极均接地；所述肖特基二极管dp6的负极和肖特基二极管dp7的负极均输出2.9v直流电；所述肖特基二极管dp6的负极连接供电端子ifr2的1脚和4脚；所述肖特基二极管dp7的负极连接供电端子ifr1的1脚和4脚；所述供电端子ifr1的3脚和6脚、供电端子ifr2的3脚和6脚均接地。由于面阵激光光源和红外补光光源属于相对好点的电子器件，并且主要在探测异物时才需要使用，因此，在树莓派接受到探测信号时，控制电路中，树莓派向三极管q3基极输出激活信号，使得三极管q3的发射极和集电极导通，则场效应管q2漏极输出3.3v直流电，供电端子ifr1和供电端子ifr2被正常供电，面阵激光光源和红外补光光源得电工作。

如图13所示，所述姿态传感器采用型号为jy60的角度传感器u1，所述姿态传感器u1的2脚和11脚均连接肖特基二极管dp3的负极，接入4.6v直流电；所述姿态传感器u1的5脚和8脚均接地；所述姿态传感器u1的3脚连接树莓派的8脚，所述姿态传感器u1的4脚连接树莓派的10脚。本实施例中，由于振动等因素引起装置松动，即当该装置与安装位置发生垂直于安装面的垂直偏移，或者是该装置与安装位置发生平行于安装面的平行偏移，姿态传感器定时会检测该装置的角度变化量，并将角度变化量传输至控制模块。

在本实施例中，所述外壳上还设有发出红光的发光二极管led1和发出绿光的发光二极管led2；所述发光二极管led1的正极连接树莓派的36脚，且发光二极管led1的正极和树莓派的36脚之间串联有电阻r1；所述发光二极管led2的正极连接树莓派的38脚，且发光二极管led2的正极和树莓派的38脚之间串联有电阻r2；所述发光二极管led1的负极和发光二极管led1的负极均接地。当装置接通电源后，该装置进入正常工作状态，所述树莓派控制发光二极管led2常亮，发出绿光，当该装置控制模块判断存在异物时，所述树莓派控制发光二极管led1闪烁，发出红光警示，并且控制发光二极管led2熄灭。

如图14所示，所述外壳上还设有风扇，所述风扇连接两引脚供电端子jf2，所述供电端子jf2的1脚连接肖特基二极管dp5的负极，接入2.9v直流电；所述供电端子jf2的2脚接地。由于该装备内各电子元件工作会产生热量，尤其是面阵激光光源和红外补光光源，所述风扇为整个装置降温，保证各电子元件正常工作。

如图15所示，所述信号传输接口jio设有七个引脚，所述信号传输接口jio的1脚、2脚和3脚通过信号输出电路连接树莓派，用以信号输出；所述信号传输接口jio的5脚和6脚通过信号输入电路连接树莓派，用以接受信号；所述信号传输接口jio的4脚和7脚为公共接线端。如图16所示，所述信号输入电路包括电阻ri1、电阻ri2、电阻ri3、电阻ri4、二极管di1、电容ci1、光电耦合器ui1、电阻ri5、电阻ri6、电阻ri7、电阻ri8、二极管di2、电容ci2和光电耦合器ui2；所述电阻ri1的一端连接信号传输接口jio的6脚；所述ri1的另一端连接电阻ri2的一端、二极管di1的负极和光电耦合器ui1内发光二极管的正极；所述电阻ri2的另一端、二极管di1的正极和光电耦合器ui1内发光二极管的负极连接信号传输接口jio的7脚；所述光电耦合器ui1内光敏三极管的集电极连接电阻ri3的一端、电阻ri4的一端；所述电阻ri3的另一端连接电感lp2的另一端，接入3.3v直流电；所述电阻ri4的另一端连接电容ci1的一极和树莓派的31脚；所述电阻ri5的一端连接信号传输接口jio的5脚；所述ri5的另一端连接电阻ri6的一端、二极管di2的负极和光电耦合器ui2内发光二极管的正极；所述电阻ri6的另一端、二极管di2的正极和光电耦合器ui2内发光二极管的负极连接信号传输接口jio的4脚；所述光电耦合器ui2内光敏三极管的集电极连接电阻ri7的一端、电阻ri8的一端；所述电阻ri7的另一端连接电感lp2的另一端，接入3.3v直流电；所述电阻ri8的另一端连接电容ci2的一极和树莓派的29脚；所述电容ci2的另一极、光电耦合器ui2内光敏三极管的发射极、电容ci1的另一极和光电耦合器ui1内光敏三极管的发射极均接地。如图17所示，为信号输出电路。工作时，所述信号传输接口jio外接控制箱，控制箱通过信号传输接口jio的5脚和6脚向树莓派发送探测信号；当探测信号输入，所述光电耦合器内发光二极管发光使得光敏三极管导通，树莓派的31脚和33脚接收到探测信号。

如图18所示，该装置通过面阵激光时间飞行法（tof,timeofflight）进行测距，光源会发射出经过调制的近红外光，光线遇物体后反射并再次被面阵激光相机接收，通过计算光线发射和接收的相位差与时间差，来换算被拍摄景物的距离，建立被测空间的深度图像，然后将图形信息传输至控制模块。

如图19、20所示，本实施例所述装置的外壳1的底板边缘水平延伸形成第一平板11和第二平板12，所述第一平板11和第二平板12对称位于外壳1的两侧，且所述第一平板11和第二平板12均设有平行于外壳1的第一长孔111，所述第一平板11的下方设有“l”形的第一连接板2，所述第二平板12的下方设有“l”形的第二连接板3，所述第一连接板2和第二连接板3对称设置；所述第一连接板2包括平行于第一平板11的第一水平板21和垂直于第一平板11的第一竖直板22，所述第一水平板21和第一竖直板22均设有通孔，所述第一平板11在其第一长孔111的位置通过螺栓连接副与第一水平板21固定；所述第二连接板3包括平行于第二平板12的第二水平板31和垂直于第二平板12的第二竖直板32，所述第二水平板31设有通孔，所述第二平板12在其第一长孔111的位置通过螺栓连接副与第二水平板31固定；所述第一连接板2和第二连接板3下方设有矩形的安装板4，所述安装板4的两个长边缘向上延伸形成对称的固定板41和限位板42，所述固定板41和限位板42上设有垂直于安装板4的第二长孔411；所述第一竖直板22和第二竖直板32，位于固定板41和限位板42之间，所述固定板41在其第二长孔411的位置通过螺栓连接副与第一竖直板22固定；所述限位板42在其第二长孔411的位置通过螺栓连接副与第二竖直板32固定；所述外壳1位于安装板4一端的上方，所述安装板4的另一端设有平行于固定板41的第三长孔43、垂直于固定板41的第四长孔44、以及定位圆孔45；所述安装板4在其端部的第三长孔43、第四长孔44和定位圆孔45通过螺钉固定在站台的屏蔽门上。本实施例所述的安装结构多采用长孔，便于装置的位置调整；另外，还具有减少振动干扰探测装置的作用。

该装置使用时，先将装置安装于轨道侧屏蔽门正上方，将以太网接口外接监控主机，信号传输接口外接控制箱，电源接口外接220v市电；打开带灯金属按键开关，接通电源，装置启动；所述控制箱通过信号传输接口向控制模块发出探测信号，控制模块控制面阵激光光源和红外补光光源发光，所述面阵激光相机和红外相机采集图像信息，并传输至控制模块；另外，所述角度传感器定时检测装置的角度的变化量，并将角度的变化量传输至控制模块；所述控制模块判断角度的变化量的大小，当角度的变化量为微小变化时，控制模块根据自调整算法以适应背景，从而准确的判断地铁和站台之间是否存在异物；若地铁和站台之间存在异物，发光二极管led1发红光；并且控制模块通过信号传输接口发出报警信号，控制箱接收到报警信号，发出声光报警。当所述角度传感器检测到角度的变化量达到或超过阈值时，则控制模块通过信号传输接口发出报警信号，控制箱接收到报警信号，发出声光报警。