[发明专利]一种机车乘务员辅助瞭望预警方法及装置

说明书

本发明涉及一种机车乘务员辅助瞭望预警方法及装置，通过对机车前方的线路信息进行实时地采集，然后利用霍夫变换或梯度方向追踪的方法对采集到的数据信息中的轨道信息进行标定，用数学方法将两条铁轨所在的直线方程表示出来，以这两条直线方程为基础建立检测窗口，利用单高斯模型的方法对检测窗口来判断在行车过程中线路上是否存在影响安全行驶的因素，若存在危险因素，则给乘务员相应的提醒，以便及时采取措施，避免发生事故。本发明不仅可以实现铁轨上的异物的智能化分析，而且对夜间、以及雾天行车都具有较好的辅助提醒功能。

技术领域

本发明属于铁路安全监控技术领域，具体涉及一种机车乘务员辅助瞭望预警方法及装置。

背景技术

在铁路事故当中，除去人为和列车本身故障的因素，剩下的主要就是铁路线路的原因。其中，异物侵限是指铁道上影响到正常行车安全的障碍物，如桥梁隧道掉落的悬挂物，因报警失误滞留在道上的工物人员，相关装备以及非法上道的人畜车辆，造成铁路线路和列车行车安全造成威胁，由于列车运行速度快，单靠传统的司机瞭望判断，因受到环境、注意力、精神状态等的影响，难以保证及时有效地对各种情况进行判断，影响行车安全。

现有技术中，公告号为104442924的中国专利提出的“全天候高速铁路车载路障检测系统及方法”，该方法需要根据钢轨在图像中的相对位置不断调整镜头方向采集图像，并通过连续帧图像才能判断轨道是否存在障碍物进行相应报警。该方法的不足之处在于采用的算法复杂，检测障碍物的速度慢，不能满足机车对障碍物判断的快速性要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种机车乘务员辅助瞭望预警方法及装置，用于解决现有技术检测铁道上障碍物效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种机车乘务员辅助瞭望预警方法，包括以下方法方案：

方法方案一，包括如下步骤：

1)获取机车前方的轨道图像，对轨道图像进行轨道线定位；

2)根据定位到的轨道线确定轨道图像中的目标检测区域，利用高斯模型对目标检测区域进行背景建模；

3)根据背景建模中的前景像素的个数判断目标检测区域中是否有异物入侵，当判断为存在异物入侵时进行报警。

方法方案二，在方法方案一的基础上，步骤1)中采用热成像摄像头获取所述机车前方的轨道图像。

方法方案三，在方法方案一的基础上，步骤1)中在轨道线定位之前还包括对轨道图像进行以下预处理步骤：

采用canny边缘检测方法获取轨道图像的边缘信息，利用线性变换方法调节轨道图像的对比度，利用二值化操作方法去除轨道图像的背景干扰。

方法方案四，在方法方案一的基础上，步骤1)中所述轨道线定位包括以下步骤：

利用梯度方向追踪的方法检测出轨道图像中的所有线段，根据非极大值抑制方法和设定的筛选条件在所有线段中选取目标线段，选取的目标线段为所述定位到的轨道线。

方法方案五，在方法方案四的基础上，将目标线段和轨道图中设定的两条线段围成的区域作为所述目标检测区域。

方法方案六、七，分别在方法方案一、四的基础上，还包括判断所述轨道线是直轨道线或弯轨道线的步骤，当判断为直轨道时，按照步骤2)、步骤3)中对轨道线进行处理，当判断为弯轨道时，不对所述轨道线进行处理，直接采集下一帧轨道图像。

方法方案八，在方法方案四的基础上，当采用梯度方向追踪的方法无法检测出轨道图像中的线段时，采用霍夫变换算法判轨道图像中的线段。

方法方案九，在方法方案一的基础上，步骤3)根据背景建模中的前景像素的个数判断目标检测区域中是否有异物入侵包括：