(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211326226.1 (22)申请日 2022.10.27 (71)申请人 哈尔滨市科佳通用机电股份有限公 司 地址 150060 黑龙江省哈尔滨市经开区哈 平路集中区潍 坊路2号 (72)发明人 杨德凯　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 专利代理师 岳泉清 (51)Int.Cl. H04N 5/232(2006.01) H04N 5/247(2006.01) H04N 5/33(2006.01) G08B 21/18(2006.01)G06V 20/40(2022.01) G01S 17/88(2006.01) G01S 17/86(2020.01) (54)发明名称 基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监 测装置 (57)摘要 一种基于三维激光雷达的铁路线路异物侵 限监测装置， 属于铁路线路安全监测领域。 本发 明针对现有轨道交通入侵异物检出时间长， 对侵 限异物属性判别 能力差的问题。 包括： 三维激光 雷达、 摄像头和红外热成像仪， 均安装于铁路线 路轨面上方， 对铁路线路限界区域扫描成像， 获 得雷达扫描 图像、 摄像头拍摄图像和红外图像； 图像处理单元， 对雷达扫描图像、 摄像头拍摄图 像和红外图像进行异物识别， 在识别到至少一种 图像中的侵 限异物时， 发出有异物信号； 联动报 警单元， 接收有异物信号并发送报警信号。 本发 明用于铁路线路的异 物侵限监测。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115550554 A 2022.12.30 CN 115550554 A 1.一种基于三维激光雷达的铁路线路异 物侵限监测装置， 其特 征在于包括， 三维激光雷达、 摄像头和红外热成像仪， 均安装于铁路线路轨面上方， 对铁路线路限界 区域扫描成像， 获得 雷达扫描图像、 摄 像头拍摄图像和红外图像； 图像处理单元， 对雷达扫描图像、 摄像头拍摄图像和红外图像进行异物识别， 在识别到 至少一种图像中的侵限异 物时， 发出有异 物信号； 联动报警单 元， 接收有异 物信号并发送报警信号。 2.根据权利要求1所述的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置， 其特征在 于， 对摄像头通过 预标定确定与三维激光雷达的位置关系。 3.根据权利要求2所述的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置， 其特征在 于， 图像处理单元在由雷达扫描图像中识别到侵限异物时， 向摄像头发送位置调整信号， 使 摄像头的拍摄视野 对准侵限异 物的位置 。 4.根据权利要求3所述的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置， 其特征在 于， 所述联动报警单元将报警信号发送至监控中心； 并同步由图像处理单元获取有侵限异 物的图像， 上传至监控中心。 5.根据权利要求4所述的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置， 其特征在 于， 所述雷达扫描图像、 摄 像头拍摄图像和红外图像通过以太网传送到图像处 理单元。 6.根据权利要求5所述的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置， 其特征在 于， 所述联动报警单 元通过电源通信单 元向监控中心发送报警信号。 7.根据权利要求6所述的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置， 其特征在 于， 所述电源通信单 元采用太阳能供电。 8.根据权利要求7所述的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置， 其特征在 于， 所述电源通信单 元通过5G、 4G或TCP网络传输信号。 9.根据权利要求8所述的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置， 其特征在 于， 所述图像处 理单元根据钢轨和侵限异 物的样本图像实现侵限异 物的识别。 10.根据权利要求9所述的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置， 其特征在 于， 所述图像处 理单元在终端服 务器上实现。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115550554 A 2基于三维激光雷达的铁路线路异物 侵限监测装 置 技术领域 [0001]本发明涉及基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置， 属于铁路线路安全 监测领域。 背景技术 [0002]随着经济 的大发展， 铁路建设进入了快速发展的阶段。 但同时铁路安全隐患也越 来越多， 尤其以自然灾害引起的安全 事故更为常见。 [0003]铁路建设不可避免的需要穿越山区、 高原和丘陵， 这种地带的地质情况不良， 自然 灾害发生的几率大， 其中包括可能严重威胁铁路安全行车 的异物侵限灾害。 铁路异物入侵 灾害若不能被及时发现， 可能对铁路部门造成巨大危害和损失。 [0004]现有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。 但基于二 维激光雷达的轨道交通侵限异物检测装置在实际使用中存在误报、 漏报的问题， 已逐渐被 三维激光雷达产品取代。 在部分异物侵限检测系统中， 三维激光雷达成功取代了二维激光 雷达， 有效地减少了系统漏报， 提高了环境适应性。 但是不论二 维还是三维激光雷达侵限异 物检测装置均存在 如下缺陷： [0005]1)不能获取侵限异物三维信息(二维激光雷达)或获取侵限异物三维信息时间较 长(伺服控制三维激光雷达)， 在同一时刻获取的三维信息较少； [0006]2)监测仅依赖 激光雷达， 容 易出现对侵限异 物判定错 误。 [0007]因此， 为减少轨道交通入侵异物检出时间， 提高轨道交通行车安全， 提高侵限异物 属性(人员或物体)区别能力， 需要一种新的铁路线路异 物侵限监测装置来 解决以上问题。 发明内容 [0008]针对现有轨道交通入侵异物检出时间长， 对侵限异物属性判别能力差 的问题， 本 发明提供一种基于三维激光雷达的铁路线路异 物侵限监测装置 。 [0009]本发明的一种基于三维激光雷达的铁路线路异 物侵限监测装置， 包括， [0010]三维激光雷达、 摄像头和红外热成像仪， 均安装于铁路线路轨面上方， 对铁路线路 限界区域扫描成像， 获得 雷达扫描图像、 摄 像头拍摄图像和红外图像； [0011]图像处理单元， 对雷达扫描图像、 摄像头拍摄图像和红外图像进行异物识别， 在识 别到至少一种图像中的侵限异 物时， 发出有异 物信号； [0012]联动报警单 元， 接收有异 物信号并发送报警信号。 [0013]根据本发明的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置， 对摄像头通过预 标定确定与三维激光雷达的位置关系。 [0014]根据本发明的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置， 图像处理单元在 由雷达扫描图像中识别到侵限异物时， 向摄像头发送位置调整信号， 使摄像头的拍摄视野 对准侵限异 物的位置 。 [0015]根据本发明的基于三维激光雷达的铁路线路异物侵限监测装置， 联动报警单元将说　明　书 1/4 页 3 CN 115550554 A 3