城軌列車非接觸式障礙物檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化進程不斷加快，越來越多的城市開始發(fā)展城市軌道交通行業(yè)。無人駕駛城軌列車作為現(xiàn)代化軌道交通的熱門領域，軌道障礙物及脫軌檢測技術(shù)是其需要解決的難點。本文在對比現(xiàn)有接觸式障礙物檢測系統(tǒng)以及參考國內(nèi)外對智能車的障礙物檢測方法的基礎上，研究了一種非接觸式障礙物檢測方法，并設計了適用于無人駕駛城軌列車的非接觸障礙物及脫軌檢測系統(tǒng)。
　　論文首先根據(jù)無人駕駛城軌列車運行的特點，提出系統(tǒng)的整體設計方案:選用多線制激光雷達與攝像機作為無人

2、駕駛列車障礙物檢測的工具，用脫軌檢測模塊檢測列車脫軌。根據(jù)激光雷達與視頻圖像處理的特點，提出一種適用于軌面障礙物的檢測方法。當列車行駛于直線軌道時，系統(tǒng)將軌道邊界與激光雷達的相對位置作為檢測限定條件，去除干擾點，實現(xiàn)障礙物的檢測;當列車行駛于彎道時，利用視頻處理技術(shù)提取圖像中的鐵軌邊界，并依據(jù)攝像機的內(nèi)參數(shù)矩陣以及單目測距模型將激光雷達掃描到的點轉(zhuǎn)換為圖像上對應的投影點，最后依據(jù)投影點是否落在圖像上軌道邊界區(qū)域內(nèi)外來確定是否為障礙物。<

3、br>　　依據(jù)理論分析結(jié)果，并結(jié)合城軌列車制動原理，設計了一套非接觸障礙物檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由車載主機與脫軌檢測模塊組成，其中車載主機內(nèi)部含有工業(yè)計算機、激光雷達接口板和主控板。系統(tǒng)的硬件設計主要包括以STM32為核心控制主控板的各個硬件設計和脫軌檢測模塊的硬件設計;軟件設計由用于處理激光雷達與攝像機采集的數(shù)據(jù)的上位機軟件和用于控制主控板以及脫軌檢測模塊的下位機軟件組成。
　　最后，本文搭建了城軌列車非接觸障礙物檢測系統(tǒng)試驗平臺，設