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原文传递一种齿轨机车行驶辅助系统

专利名称：	一种齿轨机车行驶辅助系统
摘要：	本发明公开了一种齿轨机车行驶辅助系统，该系统包括监控平台、行驶辅助控制子系统、测距传感器和图像采集模块；其中，测距传感器将其检测机车前端与机车行驶方向上障碍物的距离信号传输给行驶辅助控制子系统，行驶辅助控制子系统根据机车前端与障碍物的距离与设定的距离阈值的大小关系，控制机车的行驶速度；图像采集模块将其采集的齿轨的图像信息上传至监控平台，行驶辅助控制子系统通过与监控平台通信，获取机车行驶方向前方的齿轨的图像信息，确定机车行驶方向前方的齿轨上是否有障碍物。因此，本发明能够准确及时地判断出齿轨上是否有障碍物，当发现齿轨上有障碍物，机车及时制动，从而避免引发脱轨、倾覆等事故。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	中铁二院工程集团有限责任公司
发明人：	林世金;杨举明;王孔明;黄志相;余浩伟;谢毅;肖杰;罗圆;寇峻瑜;刘威;曾榜荣;罗为
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201811556889.6
公开号：	CN109677458A
代理机构：	四川力久律师事务所
代理人：	李正
分类号：	B61L23/04(2006.01);B;B61;B61L;B61L23
申请人地址：	610031 四川省成都市通锦路三号
主权项：	1.一种齿轨机车行驶辅助系统，其特征在于，包括监控平台、行驶辅助控制子系统、测距传感器和图像采集模块；其中，所述测距传感器设置于机车前端，用于检测机车前端与机车行驶方向上障碍物的距离；所述图像采集模块安装在齿轨附近，用于采集其安装位置的齿轨的图像信息，并将其采集的图像信息上传至所述监控平台；所述行驶辅助控制子系统包括中央处理器、信号处理电路、图像处理模块和无线通信模块；其中，所述测距传感器将其检测到的距离信号传输给所述信号处理电路，所述信号处理电路用于对距离信号进行放大和滤波处理；所述信号处理电路将其处理后的距离信号输出给所述中央处理器，所述中央处理器通过对距离进行AD转换后得到距离数据，并根据该距离数据与设定的距离阈值的大小关系，控制机车的行驶速度；所述中央处理器通过所述无线通信模块与所述监控平台进行通信，以获取所述监控平台发送的机车行驶方向前方的齿轨的图像信息和将距离数据上传至所述监控平台；所述图像处理模块用于对图像信息进行图像处理，且所述图像处理至少包括降噪、增强、锐化和平滑之中的一项，并将其处理后的图像信息传输给所述中央处理器；所述中央处理器能够将其得到的距离和图像信息通过其数据端口传输给与其连接的设备。 2.如权利要求1所述的齿轨机车行驶辅助系统，其特征在于，所述信号处理电路包括信号放大单元和信号滤波单元；其中，所述信号放大单元包括集成运放A1-A2、电阻R1-R10、电容C1-C3以及三极管T1-T4；其中，电阻R1的一端作为所述信号放大单元的输入端，其另一端通过电容C1与集成运放A2的反相输入端连接，集成运放A2的反相输入端通过电阻R7与第一直流电源连接，其正相输入端通过电阻R4接地，其输出端作为所述信号放大单元的输出端；三极管T1的发射极通过电阻R3与第二直流电源连接，其源极与集成运放A2的反相输入端连接，其基极与三极管T3的源极连接；三极管T2的基极通过电阻R10与集成运放A2的输出端连接，其源极与第二直流电源连接，其发射极通过电阻R6与第一直流电源连接；三极管T3其基极通过电容C2接地，其源极通过电阻R2与第二直流电源连接，其发射极通过电阻R5与第一直流电源连接；三极管T4的源极与第二直流电源连接，其基极与三极管T2的发射极连接，其发射极通过电阻R5与第一直流电源连接；集成运放A1的反相输入端通过电容C3与其输出端连接以及通过电阻R9与三极管T2的基极连接，其正向端接地，其输出端通过电阻R8与三极管T3连接；所述信号滤波单元包括电阻11～R14、电容C4-C6以及集成运放A3；其中，集成运放A3的反相输入端通过电阻R11与所述信号放大单元的输出端连接，其正相输入端通过电阻R13接地，其输出端通过电阻R14与中央处理器连接；而且，集成运放A3的反相输入端通过并联连接的电阻R12和电容C6与其输出端连接，集成运放A3的反相输入端还通过电容C5接地，电阻R11与所述信号放大单元的输出端连接的一端通过电容C4接地。 3.如权利要求1所述的齿轨机车行驶辅助系统，其特征在于，所述图像处理模块包括图像平滑单元、图像增强单元和图像锐化单元；其中，所述图像平滑单元用于对经所述锐化处理的图像信息进行平滑处理；所述图像增强单元用于对经所述降噪处理后的图像信息进行清晰度增强处理和亮度增强处理；所述图像锐化单元用于对经所述清晰度增强处理后的图像信息进行锐化处理。 4.如权利要求3所述的齿轨机车行驶辅助系统，其特征在于，所述平滑处理的运算函数为：其中，f(x,y)为图像信息的二维函数，x，y分别表示像素的横坐标，纵坐标，σ为可调常数；所述清晰度增强处理的运算函数为： g(x，y)＝q(x，y)f(x，y) 其中，g(x,y)为经所述清晰度增强处理后的图像二维函数，表示卷积运算；所述亮度增强处理的运算函数为：其中，h(x,y)为经所述亮度增强处理后的图像二维函数；所述锐化处理的运算函数为：其中，d(x,y)为经所述锐化处理后的图像二维函数。 5.如权利要求1所述的齿轨机车行驶辅助系统，其特征在于，所述行驶辅助控制子系统还包括连接至所述中央处理器的电流传感器和电压传感器；其中，所述电流传感器和所述电压传感器用于采集车载设备的电流信号与电压信号；而且，所述中央处理器通过对电流信号和电压信号进行AD转换后分别得到相应的电流数据和电压数据。 6.如权利要求1～5任一项所述的齿轨机车行驶辅助系统，其特征在于，还包括连接至所述中央处理器的显示模块；而且，所述显示模块用于显示所述中央处理器所传输的数据。 7.如权利要求1～5任一项所述的齿轨机车行驶辅助系统，其特征在于，所述行驶辅助控制子系统还包括连接至所述中央处理器的报警模块；其中，所述中央处理器通过所述无线通信模块获取所述监控平台发送的报警信号，并根据该报警信号，控制所述报警模块进行报警。 8.如权利要求1～5任一项所述的齿轨机车行驶辅助系统，其特征在于，所述行驶辅助控制子系统还包括连接至所述中央处理器的定位模块；其中，所述中央处理器通过所述无线通信模块将所述定位模块产生的定位数据发送至所述监控平台。 9.一种齿轨机车行驶辅助监控方法，其特征在于，包括以下步骤：利用如权利要求1～8任一项所述的齿轨机车行驶辅助系统，获取机车前端与机车行驶方向上障碍物的距离数据和齿轨的图像信息；根据获取的距离数据与设定的距离阈值的大小关系，控制机车的行驶速度；以及根据获取的图像信息，确定机车行驶方向前方的齿轨上是否有障碍物。
所属类别：	发明专利