[发明专利]一种二维激光雷达铁路障碍物检测方法

说明书

本发明公开了铁路障碍物检测技术领域的一种二维激光雷达铁路障碍物检测系统，包括调整平台，所述调整平台的顶部左侧安装有控制运算器和报警装置，所述控制运算器位于报警装置的左侧，所述调整平台的顶部中心处通过螺钉连接有二维激光雷达，一种二维激光雷达铁路障碍物检测系统的检测方法，该二维激光雷达铁路障碍物检测系统的检测方法具体步骤如下：S1：二维激光雷达调整于平行于轨面；S2：标定雷达二维平面坐标系；S3：设定保护区；S5：障碍物判断确认，本方案能过滤掉干扰，实现全天候，各种条件下进行检测，提高铁路的安全性。

技术领域

本发明涉及铁路障碍物检测技术领域，具体为一种二维激光雷达铁路障碍物检测系统及其检测方法。

背景技术

危险山区铁路沿线经常发生落石或行人丢下较大物品在轨面上，严重影响火车行车安全，现有的视频监控受环境影响大、防区型振动光缆施工成本高及容易被破坏，为此，我们提出了一种二维激光雷达铁路障碍物检测系统及其检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二维激光雷达铁路障碍物检测系统及其检测方法，以解决上述背景技术中提出的现有的视频监控受环境影响大、防区型振动光缆施工成本高及容易被破坏的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种二维激光雷达铁路障碍物检测系统，包括调整平台，所述调整平台的顶部左侧安装有控制运算器和报警装置，所述控制运算器位于报警装置的左侧，所述调整平台的顶部中心处通过螺钉连接有二维激光雷达。

优选的，所述调整平台包括安装台和四组可调节支腿，且四组可调节支腿通过螺钉安装在安装台的底部四角。

一种二维激光雷达铁路障碍物检测系统的检测方法，该二维激光雷达铁路障碍物检测系统的检测方法具体步骤如下：

S1：二维激光雷达调整于平行于轨面：

二维激光雷达的扫描线不可见，在进行调整时，无法通过人眼对二维激光雷达的扫描线进行观测，很难获取到二维激光雷达对扫描点的高度，但是，激光扫描的光路为一个光平面，所以，如果一个平面平行穿过三个同样大小的三角体，正对二维激光雷达的面互相平行，且不同线摆放时，切出的面的长度应该大小相等；

本系统采用标准三角体调整法，相同大小的三角体放到铁轨，正对二维激光雷达的面保持平行；

提取二维激光雷达扫描到三角面的的边缘点，忽略掉二维激光雷达角度分辨率引起的误差，则可以计算出每个三角面的长度大小，如果左边缘点坐标为(xl，yl)，右边缘点坐标为(xr，yr)则长度L为：

调整二维激光雷达的过程中，实时计算三个三角面的长度，当误差小于阈值时，则雷达调整为与铁轨面水平；

S2：标定雷达二维平面坐标系：

在铁路沿线，最好的参照物为两根平行的铁轨，所以把雷达坐标系旋转到x轴平行于铁轨方向，而y轴垂直于铁轨，坐标原点为雷达中心，坐标系命名为轨道坐标系，而以雷达坐标为中心，雷达发射0°光线方向为x轴，90°为y轴的坐标系为雷达坐标系；

以原点为中心，绕z轴旋转角度θ的公式为：

其中，x′和y′为雷达坐标系坐标，x和y为轨道坐标系坐标，方程中有三个未知数，而一个点有两个方程，所以只要有两个点就能计算出选择角度θ，进一步计算出每一个点的轨道坐标系坐标值；

标定的时候，在靠近二维激光雷达的轨道上面摆放两个物体，计算扫描到物体的中心点作为标定点，计算出旋转角度；

S3：设定保护区：

S31：保护区设置方案：一般的保护区为在两根轨道向外的一定距离内；