[发明专利]基于多线三维雷达的轨道异物侵限检测装置、系统及方法

权利要求书

1.基于多线三维雷达的轨道异物侵限检测装置，其特征在于，所述三维激光雷达的轨道交通异物侵限检测装置包括：

识别轨道异物的识别装置(2)和装设所述识别装置(2)的支撑装置(3)，所述支撑装置(3)设置于轨道(1)内侧、外侧或上方；

所述识别装置(2)包括高清视屏采集装置和多线三维激光雷达采集装置(22)；

所述高清视频采集装置(21)与所述多线三维激光雷达采集装置(22)配合安装于所述支撑装置(3)来监测轨道异物侵限。

2.根据权利要求1所述的基于多线三维雷达的轨道异物侵限检测装置，其特征在于，所述支撑装置(3)包括地笼(31)和安装架，所述地笼(31)埋于地面(4)，所述地笼(31)漏出地面(4)的部分与安装架固定连接。

3.根据权利要求1所述的基于多线三维雷达的轨道异物侵限检测装置，其特征在于，所述多线三维激光雷达采集装置(22)内设有调控装置温度的恒温装置。

4.根据权利要求2所述的基于多线三维雷达的轨道异物侵限检测装置，其特征在于，所述安装架包括安装杆(32)或龙门架(33)。

5.根据权利要求4所述的基于多线三维雷达的轨道异物侵限检测装置，其特征在于，所述安装杆(32)的高度可调范围为0～8m。

6.基于多线三维雷达的轨道异物侵限检测系统，其特征在于，使用权利要求1至5任一项所述的基于多线三维雷达的轨道异物侵限检测装置，所述多线三维雷达的轨道异物侵限检测系统包括：

多线三维激光雷达采集单元，用于识别和采集铁路线路信息并将其记录生成云数据A；

高清视频采集单元，用于监测铁路线路信息并生成云数据B；

算法处理单元，用于处理云数据A与云数据B并生成待监测区域的异物侵限信息；

警报输出单元，用于处理异物侵限信息生成可视化警示信号。

7.基于多线三维雷达的轨道异物侵限检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)多线三维激光雷达采集装置与高清视频采集装置启动，多线三维激光雷达采集单元采集铁路线路待监测区域的信息并记录为云数据A,高清视频采集单元将铁路线路待监测区域的信息采集记录为云数据B；

(b)算法处理单元提取并处理云数据A与云数据B，生成待监测区域的异物侵限信息；

(c)警报输出单元读取并识别异物侵限信息，触发相应级别的现场报警和信号提示。

8.根据权利要求7所述的基于多线三维雷达的轨道异物侵限检测方法，其特征在于，于该步骤(a)中，还包括步骤：

(a1)多线三维激光雷达采集装置识别并记录异物侵限范围、异物总体积大小、异物停留时间；

(a2)设置筛选异物总体积大小的阈值A、异物停留时间的阈值B和异物侵限范围的阈值C；

将大于等于阈值A的异物总体积大小生成输出结果A1，将大于等于阈值B的异物停留时间生成输出结果A2，将大于等于阈值C的异物侵限范围生成输出结果A3，A1、A2和A3作为云数据A。

9.根据权利要求7所述的基于多线三维雷达的轨道异物侵限检测方法，其特征在于，还包括步骤(b)：

(b1)构建采集到的云数据A,生成以多线三维激光雷达为中心的极坐标系三维点云极坐标；采用直角坐标变换处理三维点云极坐标，建立轨道曲线方程；

(b2)提取轨道曲线方程，采用多线三维激光雷达到铁轨内侧中心线垂线交点为原点，构建通过原点并平行于铁轨的内侧铁轨中心线为X轴的直角坐标系，建立轨道坐标系并进行空间分割；

(b3)对各分割空间采用聚类处理的方法提取轨道坐标系内侵限异物的三维特征信息；

(b4)对异物信息拼接并计算异物与铁轨距离；

(b5)利用高清视频采集单元对多线三维激光雷达提取的异物三维特征信息进行数据融合，判断侵限异物的属性和类别。

10.根据权利要求7所述的基于多线三维雷达的轨道异物侵限检测方法，其特征在于，还包括步骤(c)：

(c1)设置报警列表，并将识别的异物信息添加于报警列表中；

(c2)处理报警列表里的异物信息；

当识别装置监测到新的异物信息时，添加新的异物信息至报警列表；

当识别装置监测到异物消失后，移除报警列表中对应的异物信息；

当识别装置监测到异物消失后再出现时，添加异物信息于报警装置，生成二次报警。