[发明专利]基于图像识别和多感知融合的列车自动防护系统及方法

权利要求书

1.一种基于图像识别和多感知融合的列车自动防护系统，其特征在于，包括图像采集单元(1)、图像处理单元(2)、多感知融合处理单元(3)、辅助感知单元(4)和预警结果输出单元(5)，所述的图像采集单元(1)、图像处理单元(2)、多感知融合处理单元(3)和预警结果输出单元(5)依次连接，所述的辅助感知单元(4)与多感知融合处理单元(3)连接；

所述的图像采集单元(1)实时采集列车周边运行环境的图像信号，并将图像信号传输到图像处理单元(2)中，所述的图像处理单元(2)对不安全因素进行初步检测后将其传输给多感知融合处理单元(3)，该多感知融合处理单元(3)启动辅助感知单元(4)进行二次感知，并通过对辅助感知单元(4)传回的探测到的外部不安全因素的相关属性与图像处理单元(2)传送过来的外部不安全因素的相关属性进行融合分析，进一步精确确定外部不安全因素的各项属性，预警结果输出单元(5)根据多感知融合处理单元(3)对外部不安全因素的各项属性进行安全风险分析，确定预警结果的输出情况。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别和多感知融合的列车自动防护系统，其特征在于，所述的图像采集单元(1)为CCD摄像机或夜间红外摄像机，用于实时采集列车周边运行环境的图像信号，然后经过视频同步分离芯片把图像信号传输到图像处理单元(2)中。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别和多感知融合的列车自动防护系统，其特征在于，所述的图像处理单元(2)对列车周边运行环境的图像信号中不安全要素特征数据进行提取、识别，测量其距离、形状、相对速度和相对加速度，对影响判断的不利干扰因素进行过滤删除，从而实现对不安全因素进行有效的初步检测。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别和多感知融合的列车自动防护系统，其特征在于，所述的辅助感知单元(4)是用来辅助探测列车周边运行环境中的外部不安全因素，以及在摄像机无法正常工作的情况下取代图像采集单元(1)作为探测手段。

5.根据权利要求4所述的一种基于图像识别和多感知融合的列车自动防护系统，其特征在于，所述的辅助感知单元(4)为雷达、电磁传感器、激光传感器中一种或几种组合，用于探测外部不安全因素的高度、距离、长度、相对速度和相对加速度。

6.一种如权利要求1所述的基于图像识别和多感知融合的列车自动防护系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)首先通过图像采集单元(1)进行列车周边运行环境的图像采集，转步骤2)；

2)图像处理单元(2)通过对图像采集单元(1)传送过来的图像信号进行图像处理，初步识别列车周围可能影响列车运行安全的外部不安全因素所在的大致范围，并测量它们的高度、距离、形状、长度、位置、相对速度和相对加速度，如果识别到不安全因素则转步骤3)；没有则返回步骤1)继续进行图像采集；

3)多感知融合处理单元(3)针对图像处理单元(2)确定的不安全因素的大致范围启动辅助感知单元(4)进行二次感知，转步骤4)；

4)多感知融合处理单元(3)通过对辅助感知单元(4)传回的探测到的外部不安全因素的相关属性与图像处理单元(2)传送过来的通过图像识别初步确定的外部不安全因素的相关属性进行安全风险的融合分析，进一步精确确定外部不安全因素的相关属性，如果确定相关属性与图像处理单元(2)识别的相关属性一致则转步骤5)，不一致则返回步骤1)；

5)预警结果输出单元(5)根据多感知融合处理单元(3)输出的外部不安全因素的精确属性确定不安全因素的风险等级，输出相应的报警信息或是紧急制动命令，然后返回步骤1)。