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(jìn)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(lǐng)域，軌道障礙物及脫軌檢測技術(shù)是其需要解決的難點(diǎn)。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(chǔ)上，研究了一種非接觸式障礙物檢測方法，并設(shè)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(yùn)行的特點(diǎn)，提出系統(tǒng)的整體設(shè)計方案:選用多線制激光雷達(dá)與攝像機(jī)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(dá)與視頻圖像處理的特點(diǎn)，提出一種適用于軌面障礙物的檢測方法。當(dāng)列車行駛于直線軌道時，系統(tǒng)將軌道邊界與激光雷達(dá)的相對位置作為檢測限定條件，去除干擾點(diǎn)，實現(xiàn)障礙物的檢測;當(dāng)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(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣以及單目測距模型將激光雷達(dá)掃描到的點(diǎn)轉(zhuǎn)換為圖像上對應(yīng)的投影點(diǎn)，最后依據(jù)投影點(diǎn)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(shè)計了一套非接觸障礙物檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由車載主機(jī)與脫軌檢測模塊組成，其中車載主機(jī)內(nèi)部含有工業(yè)計算機(jī)、激光雷達(dá)接口板和主控板。系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要包括以STM32為核心控制主控板的各個硬件設(shè)計和脫軌檢測模塊的硬件設(shè)計;軟件設(shè)計由用于處理激光雷達(dá)與攝像機(jī)采集的數(shù)據(jù)的上位機(jī)軟件和用于控制主控板以及脫軌檢測模塊的下位機(jī)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(shè)