[发明专利]基于三维雷达的轨道异物侵限检测装置、系统及方法

说明书

本发明公开了基于三维雷达的轨道异物侵限检测装置、系统及方法，涉及轨道交通安全防护技术领域，解决了异物侵限防护系统的安装与施工的难度较大的问题，且提高系统环境自适应性，其技术要点包括：识别轨道异物的三维激光雷达采集装置和支撑所述三维激光雷达采集装置的支撑装置；所述支撑装置设于轨道外侧，所述支撑装置顶部设有伺服转动控制装置，所述伺服转动控制装置底部固定连接支撑装置，所述伺服转动控制装置活动连接三维激光雷达采集装置，所述伺服转动控制装置带动三维激光雷达采集装置转动来采集异物信息。支撑装置的设置方便装置的安装与施工，且避免了灾害时，检测装置容易失效以及被异物遮挡存在漏报误报问题。

技术领域

本发明涉及轨道交通安全防护技术领域，具体涉及基于三维雷达的轨道异物侵限检测装置、系统及方法。

背景技术

轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统。最典型的轨道交通就是由传统火车和标准铁路所组成的铁路系统。轨道交通，比如普铁、高铁、轻轨、地铁等，它们在交通领域中扮演着重要的角色。在轨道交通系统中，对铁路线路进行检查，分析轨道是否发生异物侵限行为是保障轨道交通的安全的必要方式。

目前轨道交通安全防护领域引入了二维激光雷达，并取得了一定成效。但二维激光雷达的设计原理决定了，它只能对距离铁轨一定高度的单一平面进行扫描，二维激光雷达要与铁轨保持高度一致，在设备运行一定时间后，检测平面易发生偏移导致检测出错，且二维激光雷达只能检测某一平面异物，容易被树枝杂草等异物遮挡，导致漏报误报情况的发生。在发生洪水、泥石流等灾害时，监测系统由于位置较低，容易导致系统整体被破坏失效。

因此，为了减少异物侵限防护系统的安装调试难度，提高系统环境自适应性，我们提供基于三维雷达的轨道异物侵限检测装置、系统及方法来解决以上问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何减低异物侵限防护系统的安装调试难度，提高系统环境自适应性，通过三维激光雷达对铁路侵限异物监测，来增加监测的准确性，减少系统误报与漏报，本发明目的在于提供基于三维雷达的轨道异物侵限检测装置、系统及方法来解决以上的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

基于三维雷达的轨道异物侵限检测装置，包括识别轨道异物的三维激光雷达采集装置和支撑所述三维激光雷达采集装置的支撑装置；所述支撑装置设于轨道内侧或外侧，所述支撑装置顶部设有伺服转动控制装置，所述伺服转动控制装置底部固定连接支撑装置，所述伺服转动控制装置活动连接三维激光雷达采集装置，所述伺服转动控制装带动三维激光雷达采集装置沿轨道垂直方向上下转动(纵向扫描)或沿轨道平行方向水平转动(横向扫描)来采集侵限异物三维信息。

采用上述方案：在对轨道交通异物进行侵限检测时，由于二维、三维激光雷达采集装置对轨道异物采集范围和采集精确度有限，三维激光雷达采集装置采集一条轨道的信息，通过在支撑装置上装设可控制三维激光雷达采集装置旋转的伺服转动控制装置，使三维激光雷达采集装置可沿沿轨道垂直方向上下转动(纵向扫描)或沿轨道平行方向水平转动(横向扫描)采集侵限异物三维信息，扩大了三维激光雷达监测区域，提高了三维激光雷达对侵限异物的采集精度，由于底部设有支撑装置，避免了三维激光雷达采集装置被异物遮挡，且在发生灾害时，监测装置也不容易被破坏能及时反馈轨道的受损情况。

进一步地，所述伺服转动控制装置包括驱动箱和同步传动装置，所述驱动箱内设有伺服电机，所述伺服电机设有穿过驱动箱的电机轴，所述同步传动装置内设有第一同步轮、第二同步轮和同步带，所述电机轴插接固定于第一同步轮的安装孔，所述三维激光雷达采集装置插接固定于第二同步轮的安装孔，所述伺服电机电机轴转动，所述第一同步轮转动带动同步带驱动第二同步轮转动，所述三维激光雷达采集装置发生偏转。