[实用新型]一种对铁路障碍进行自动监测的三维激光雷达报警系统

说明书

技术领域

本实用新型属于安全技术领域，涉及一种报警系统，尤其涉及一种对铁路障碍进行自动监测的三维激光雷达报警系统。

背景技术

铁路运输在国民经济中的地位举足轻重，铁路安全是关系国计民生的大事。随着我国高速铁路的不断延伸，逐渐布网到地质状况复杂，地形起伏大的地理区域。这些区域容易造成诸多平原地段不曾遇到的铁路安全隐患。其中包括铁路沿线的滑坡、溜坡、泥石流、落石、以及其他危害铁路安全的异物侵袭。目前还没有一种较为有效的措施对这些地质状况复杂地段的铁路安全进行准确有效的监测。目前使用较多的是被动式双电网监测技术。这种技术是在较容易发生山体滑坡地段架设金属防护网。防护网上面敷设有绝缘导线，当发生山体滑坡时，会有石块或大面积泥土滑落到防护网上，若落物重量过重则会切断导线产生报警信息。虽然这种技术的误报率比较低，只要有横截面大于防护网的口的落石，在切断绝缘导线之后均会产生报警信号。但是这种双电网监测技术对现场的实时状况的监测能力较低，是属于被动式的防护系统。另外对铁路本身状况不能进行主动式的监测，不能够获取铁路安全的直接信息。另外，对于滑坡落石等在防护网上的积累情况无法通过监测信息上传。电网不具备重复使用的功能，被压断后，需要重新更换维护，工程量较大，投入人力成本高。金属网自身也存在一定的安全隐患，若损坏后不及时更换则可能会对铁路行车安全造成危害。

目前有试点使用的是主动式二维激光扫描雷达监测系统，这种系统是利用激光雷达利用准直的激光束对高出铁轨的数毫米的距离位置进行水平扫描。通过激光雷达的测距信息判断是否存在铁路的安全距离之内存在高出铁轨的异物侵袭。若发现有危险状况则发出报警信息通知控制中心，控制中心调用激光雷达旁边安装的可将光摄像装置对铁路安全进行审查合适。这种二维激光扫描雷达技术虽然实现了现场主动式安全监测，但是由于其只能够实现一维扫描二维成像，不能够获取铁路中间和两侧安全范围之内的立体空间状况，容易产生误判和错判。环境干扰大，比如生长的草丛会对系统的判断造成干扰，对移动物体不能够准确的判断。图像识别和判断依靠可见光的摄像机，受环境影响大，不能够全天时、全天候的工作。并且摄像机获取的图像不能够准确推算出异物的立体空间方位信息，综合来说，这种以二维激光扫描雷达系统不能够对铁路安全进行准确有效的监测。

实用新型内容

针对现有铁路安全监测技术中存在的不足，本实用新型提供了一种可有效提高监测的可靠性及有效性，并可实现对目标物进行动态监测，使报警响应速度更快、更及时，并能够远程进行遥控的对铁路障碍进行自动监测的三维激光雷达报警系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:

一种对铁路障碍进行自动监测的三维激光雷达报警系统，其特征在于：所述对铁路障碍进行自动监测的三维激光雷达报警系统包括开关电源、二维激光扫描雷达、旋转云台、控制计算机以及光电报警器；所述二维激光扫描雷达固定在旋转云台并随旋转云台同步转动；所述控制计算机分别与二维激光扫描雷达、旋转云台以及光电报警器相连；所述开关电源分别与二维激光扫描雷达、旋转云台、控制计算机以及光电报警器相连。

作为优选，本实用新型所采用的旋转云台是可进行俯仰角度转动的旋转云台。

作为优选，本实用新型所采用的旋转云台的俯仰角度的量程是90度。

作为优选，本实用新型所采用的旋转云台的转动角度以及二维激光扫描雷达的转动角度的角度分辨率是0.1度。

作为优选，本实用新型所采用的二维激光扫描雷达的有效量程是50m。

作为优选，本实用新型所采用的二维激光扫描雷达的测距分辨率是5cm。

作为优选，本实用新型所采用的控制计算机包括电源板、DSP、FPGA、存储器SDRAM以及FLASH；所述电源板、存储器SDRAM以及FLASH分别通过DSP接入FPGA；所述FPGA分别与二维激光扫描雷达、旋转云台以及光电报警器相连；所述开关电源接入电源板。

作为优选，本实用新型所采用的FPGA通过光耦与光电报警器相连。

作为优选，本实用新型所采用的光电报警器是光耦光电式报警器。

作为优选，本实用新型所采用的对铁路障碍进行自动监测的三维激光雷达报警系统还包括无线传输服务器、有线传输服务器以及监控中心；所述控制计算机依次通过无线传输服务器以及有线传输服务器将检测信号传递至监控中心。

本实用新型的优点是：