[发明专利]一种基于3D激光雷达的铁路监控系统

说明书

本发明公开了一种基于3D激光雷达的铁路监控系统，包括激光雷达扫描系统、报警装置、压力传感器、温度传感器、震动传感器及主控制器，激光雷达扫描系统沿铁道设置，压力传感器、温度传感器、震动传感器设置在铁轨内侧，激光雷达扫描系统包括发射单元、接收单元、电动云台，图像处理单元及中央处理单元；图像处理单元、压力传感器、温度传感器及震动传感器均设置有终端节点，中央处理单元设置有路由器节点，主控制器设置有协调器节点；报警装置、发射单元、接收单元及电动云台分别与中央处理单元连接，图像处理单元、压力传感器、温度传感器及震动传感器分别通过终端节点与中央处理单元连接，中央处理单元通过路由节点与主控制器连接。

技术领域

本发明涉及监控技术领域，尤其涉及一种基于3D激光雷达的铁路监控系统。

背景技术

近年来，铁道交通发展迅速，铁道交通网络也越来越完善，对铁道线上的安全监控也越来越重要，而铁轨则是铁道交通最基础也是最重要的一环，铁轨的监测、维护对铁路运输的安全有着至关重要的影响，铁轨上的异物也会对火车行驶造成安全隐患，而传统的监控系统多采用摄像头或平行轨道发射单束激光的方式进行异物监测，摄像头受限于环境、光线的影响，无法在夜晚、大雾天气正常工作，而单束激光则无法判断障碍物的具体类别、尺寸，而且通常需要人工操作。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种不受环境影响，可全天候工作的铁路监控系统，采用激光雷达扫描并进行3D成像，计算障碍物的尺寸、距离，通过zigbee方式组网，实现多个外围器件的快速、灵活、稳定的数据传输。

具体的，一种基于3D激光雷达的铁路监控系统，包括3D激光雷达扫描系统、报警装置、压力传感器、温度传感器、震动传感器及主控制器，所述3D激光雷达扫描系统沿铁道设置，所述压力传感器、温度传感器、震动传感器设置在铁轨内侧，所述3D激光雷达扫描系统包括发射单元、接收单元、电动云台，图像处理单元及中央处理单元；

所述图像处理单元、压力传感器、温度传感器及震动传感器均设置有zigbee终端节点模块，所述中央处理单元设置有zigbee路由节点模块，所述主控制器设置有zigbee协调器节点模块；

所述发射单元、接收单元及电动云台分别与所述中央处理单元连接，所述图像处理单元、压力传感器、温度传感器及震动传感器分别通过zigbee终端节点模块与所述中央处理单元通信连接，所述中央处理单元通过zigbee路由节点模块与所述主控制器通信连接。

进一步的，所述发射单元包括激光发射器和红外截止滤光片，所述激光发射器发出的激光束通过红外截止滤光片形成一字线激光；所述接收单元为摄像头。

进一步的，所述中央处理单元通过RS485串口线与所述电动云台的控制接口连接。

优选的，所述zigbee终端节点模块为CC2530。

优选的，所述中央处理单元为AVR单片机。

进一步的，所述路由器节点模块为CC2530，CC2530通过RS232串口与所述中央处理单元连接。

进一步的，所述主控制器为ARM。

进一步的，所述协调器节点模块包括CC2530和CC2591，其中CC2591为射频前端芯片，CC2530的RF_N引脚、RF_P引脚、P0_1引脚、P0_4引脚及P1_1引脚分别与CC2591的RF_N引脚、RF_P引脚、PA_EN引脚、LNA_EN引脚、HGM_EN引脚连接，CC2530通过RS232串口与所述主控制器连接，CC2591的ANT引脚分别连接SMA天线和FP倒F天线 。

优选的，所述主控制器还设置有3G/4G/WIFI模块。

进一步的，所述报警装置为短信报警模块，所述短信报警模块通过RS232串口与所述中央处理单元连接。