基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警系统、装置及方法 |
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申请号 | CN202410081492.5 | 申请日 | 2024-01-19 | 公开(公告)号 | CN117904998A | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
申请人 | 南京鹏图工程技术有限公司; 中国铁路上海局集团有限公司新长工务段; | 发明人 | 姜有霜; 毕道树; 蒋祝坤; 王倩倩; 朱慢慢; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及交通安全监测技术领域,基于 机器视觉 技术的 铁 路桥涵防撞及预警系统,包括超高探测模 块 、传输模块、抓拍模块、预警模块、视频录 制模 块、 太阳能 供电模块、联动模块及监测终端。本发明通过现场超高探测雷达与LED显示屏及声光报警器联动,主动将超高车辆车牌信息投送至LED显示屏进行文字提醒超高车辆司机绕行,同时声光报警器发出语音及声音提醒,采用超高探测雷达与摄像机及后台调看终端联动技术,通过对超高车辆探测和视频录像机对车辆运动运动信息 跟踪 ,并同步给后台调看终端弹窗及声音提醒,值班人员能够第一时间获得车辆是否发生碰撞及运动方向变化等,决策是否封 锁 线路,保障行车安全及行车效率。 | ||||||
权利要求 | 1.基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警系统,其特征在于,包括超高探测模块、传输模块、抓拍模块、预警模块、视频录制模块、太阳能供电模块、联动模块及监测终端,其中: |
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说明书全文 | 基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警系统、装置及方法技术领域[0001] 本发明涉及交通安全监测技术领域,具体为基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警系统、装置及方法。 背景技术[0002] 随着铁路的快速发展,铁路沿线周边安防设施也在不断的更新和完善。超高、超限的公路车辆撞击铁路桥涵,造成铁路撞击事件,严重的将造成铁路行车的影响,因此,铁路跨公路桥涵的保护尤为重要。铁路桥涵分布广泛,超高车辆发生碰撞桥涵事故,严重时造成桥梁断裂,但值班人员无法第一时间了解现场碰撞情况,不能及时作出判断是否封锁线路,危及行车安全。对于发生碰撞损坏的桥梁,维修更换难度大、成本高、时间久,影响运输效率。 [0003] 经检索,中国专利公开号为CN109680626A的专利公开了防止超高车辆撞击桥梁的报警、阻拦系统,主要用于交通运输领域,它取消了限高杆,由地刺装置阻止超高车辆闯关,可以最大限度地减少超高车辆的损害,还可以提前警告超高车辆的驾驶员,避免错误的行车路线;它由车载GPS导航系统、车牌号识别系统,激光测距系统,车辆拦阻系统组成;其工作原理是:车辆驾驶员出发时打开车载GPS导航系统,输入车辆的最大高度,再输入目的地,车载GPS导航系统显示途径桥梁及隧道的通行高度,并警告驾驶员该车辆通过某个桥梁或者隧道超高,当超高车辆临近桥梁或者隧道时,激光测距系统判断该车辆超高,车牌号识别系统识别该车辆的车牌号,微处理器指令车辆拦阻系统对该车辆进行拦截。 [0004] 上述专利虽然起到了限高作用,当设置地刺的拦截存在较大的交通隐患问题,其采用GPS导航系统的警告,存在一定的信息差问题,还是会存在无法有效提前预警,而且无法在事故发生后,能及时主动上报事故,以及提高事故发生的相关信息。鉴于此,我们提出基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警系统、装置及方法。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警系统、装置及方法,以解决上述背景技术中提出的问题。 [0006] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案: [0008] 所述超高探测模块,用于对过往车辆的高度进行检测; [0009] 所述传输模块,用于通过4G/5G公网通道实现超高探测模块、抓拍模块和视频录制模块与后端监测终端之间的互联互通,完成视频、图片的传输; [0010] 所述抓拍模块,用于与超高探测模块联动抓拍超高车辆车牌信息上传至监测终端形成电子台账; [0011] 所述预警模块,用于提醒超高车辆绕行; [0012] 所述视频录制模块,用于对超高车辆进行视频录制,为后期检索、取证提供依据; [0013] 所述太阳能供电模块,用于对于超高探测模块、传输模块、抓拍模块、预警模块、视频录制模块及联动模块提供电力; [0014] 所述联动模块,用于对超高探测模块、抓拍模块、预警模块和视频录制模块进行联动配合; [0015] 所述监测终端,用于负责实现对辖区内相关数据的汇聚、处理、存储、应用、管理行程电子台账。 [0016] 优选的,所述超高探测模块为超高探测雷达,所述预警模块包括LED显示屏及声光报警器。 [0017] 优选的,所述监测终端包括以下功能: [0018] 对现场视频录像信息进行检索、回放、下载; [0019] 查阅并下载超高车辆车牌、车辆照片、碰撞过程视频等电子台账信息; [0020] 为后续事故处理、追责提供相应视频、图片证据。 [0021] 基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警装置,包括监测终端,所述监测终端网络连接有超高检测雷达,所述监测终端网络连接有视频抓拍摄像机,所述监测终端网络连接有声光报警器,所述监测终端网络连接有LED警示屏,所述监测终端网络连接有现场控制器; [0022] 所述视频抓拍摄像机、声光报警器和LED警示屏设置在限高架上,所述限高架设于桥涵的入口处; [0023] 所述超高检测雷达设置在立柱上,所述立柱设置在限高架的前方,且远离桥涵的入口处。 [0025] 其中,所述光伏板与蓄电池电性连接,所述蓄电池与超高检测雷达、视频抓拍摄像机、声光报警器、LED警示屏、现场控制器和路由器电性连接。 [0026] 基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警方法,包括以下步骤: [0027] S1、通过超高探测激光雷达对过往车辆的检测,与视频抓拍摄像机、视频录像机、LED显示屏、声光报警模块联动,将超高车辆预警信息投送至现场LED显示屏和声光报警模块以提醒过往司机绕行避免发生碰撞; [0028] S2、通过监测终端将现场实时画面以视频形式自动弹窗,并语音报警提示值班人员查看现场实时视频,系统自动保存发生事故时的现场视频资料,为事故后续追责处理等提供相关依据; [0030] S4、利用机器视觉、目标检测等技术记录是否有车辆碰撞限高架或桥涵,将事故信息生成电子台账上报给平台; [0031] S5、利用超高探测雷达检测到超高车辆时联动抓拍一体摄像机进行现场抓拍取证(含车辆、车牌)等信息并进行告警传送至监测终端平台,后端处理模块自动生成电子台账,同时激光雷达联动视频录制单元将现场实时画面在监测终端自动弹窗提醒且发出声音报警,提醒值班人员及时查看,方便后期检索、取证提供依据。 [0033] 优选的,所述S3中还包括通过抓拍的图像对检测到的超高车辆和发生事故的肇事车辆的车辆牌照信息(含汉字字符、英文字母、阿拉伯数字及号牌颜色),采用模式识别、图像识别、文字识别等技术进行提取,形成电子台账记录在后端系统平台。 [0034] 优选的,所述S5中监测终端可以对现场视频录像信息进行检索、回放、下载;可以查阅并下载超高车辆车牌、车辆照片、碰撞过程视频等电子台账信息,为后续事故处理、追责提供相应视频、图片证据。 [0035] 优选的,所述S4中采用动态机器视觉识别及运动检测技术将当前图像帧中检测到的运动车辆与上一帧图像中的车辆进行匹配,以获得当前监控视频中是否有运动车辆以及运动车辆的运动信息,跟踪录像车辆是否发生碰撞限高架和桥涵。 [0036] 与现有技术相比,本发明的有益效果是: [0037] 一、该基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警系统、装置及方法,采用创新型激光雷达扫描探测设备,利用独特的算法进行处理,可以准确检测到超高车辆及车辆所在车道,支持在雨、雪、雾等环境中也能稳定使用,可检测出超高车辆,并准确判断超高车辆所在车道,既而输出报警信号并启动对应车道智能一体抓拍相机,实现超高车辆的联动抓拍。 [0038] 二、该基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警系统、装置及方法,采用动态机器视觉识别及运动检测技术将当前图像帧中检测到的运动车辆与上一帧图像中的车辆进行匹配,以获得当前监控视频中是否有运动车辆以及运动车辆的运动信息,跟踪录像车辆是否发生碰撞限高架和桥涵。 [0039] 三、该基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警系统、装置及方法,通过抓拍的图像对检测到的超高车辆和发生事故的肇事车辆的车辆牌照信息(含汉字字符、英文字母、阿拉伯数字及号牌颜色),采用模式识别、图像识别、文字识别等技术进行提取并同步传送至后台调看终端,调看终端自动形成记录电子台账并可根据事件时间进行查询。 [0040] 四、该基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警系统、装置及方法,通过现场超高探测雷达与LED显示屏及声光报警器联动,主动将超高车辆车牌信息投送至LED显示屏进行文字提醒超高车辆司机绕行,同时声光报警器发出语音及声音提醒。 [0041] 五、该基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警系统、装置及方法,采用超高探测雷达与摄像机及后台调看终端联动技术,通过对超高车辆探测和视频录像机对车辆运动运动信息跟踪,并同步给后台调看终端弹窗及声音提醒,值班人员能够第一时间获得车辆是否发生碰撞及运动方向变化等,决策是否封锁线路,保障行车安全及行车效率。附图说明 [0043] 图2为本发明的预警模块结构组成示意图; [0044] 图3为本发明的太阳能供电模结构组成示意图; [0045] 图4为本发明方法流程示意图。 具体实施方式[0046] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。 [0047] 现有技术虽然起到了限高作用,当设置地刺的拦截存在较大的交通隐患问题,其采用GPS导航系统的警告,存在一定的信息差问题,还是会存在无法有效提前预警,而且无法在事故发生后,能及时主动上报事故,以及提高事故发生的相关信息。鉴于此,我们提出基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警系统、装置及方法。 [0048] 如图1‑4所示,基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警系统、装置及方法,以解决上述背景技术中提出的问题。 [0049] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案: [0050] 基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警系统,包括超高探测模块、传输模块、抓拍模块、预警模块、视频录制模块、太阳能供电模块、联动模块及监测终端,其中: [0051] 超高探测模块,用于对过往车辆的高度进行检测; [0052] 传输模块,用于通过4G/5G公网通道实现超高探测模块、抓拍模块和视频录制模块与后端监测终端之间的互联互通,完成视频、图片的传输; [0053] 抓拍模块,用于与超高探测模块联动抓拍超高车辆车牌信息上传至监测终端形成电子台账; [0054] 预警模块,用于提醒超高车辆绕行; [0055] 视频录制模块,用于对超高车辆进行视频录制,为后期检索、取证提供依据; [0056] 太阳能供电模块,用于对于超高探测模块、传输模块、抓拍模块、预警模块、视频录制模块及联动模块提供电力; [0057] 联动模块,用于对超高探测模块、抓拍模块、预警模块和视频录制模块进行联动配合; [0058] 监测终端,用于负责实现对辖区内相关数据的汇聚、处理、存储、应用、管理行程电子台账。 [0059] 超高探测模块为超高探测雷达,预警模块包括LED显示屏及声光报警器。 [0060] 监测终端包括以下功能: [0061] 对现场视频录像信息进行检索、回放、下载; [0062] 查阅并下载超高车辆车牌、车辆照片、碰撞过程视频等电子台账信息; [0063] 为后续事故处理、追责提供相应视频、图片证据。 [0064] 基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警装置,包括监测终端,监测终端网络连接有超高检测雷达,监测终端网络连接有视频抓拍摄像机,监测终端网络连接有声光报警器,监测终端网络连接有LED警示屏,监测终端网络连接有现场控制器; [0065] 视频抓拍摄像机、声光报警器和LED警示屏设置在限高架上,限高架设于桥涵的入口处; [0066] 超高检测雷达设置在立柱上,立柱设置在限高架的前方,且远离桥涵的入口处。 [0067] 装置还包括光伏板、蓄电池和路由器; [0068] 其中,光伏板与蓄电池电性连接,蓄电池与超高检测雷达、视频抓拍摄像机、声光报警器、LED警示屏、现场控制器和路由器电性连接。 [0069] 基于机器视觉技术的铁路桥涵防撞及预警方法,包括以下步骤: [0070] S1、通过超高探测激光雷达对过往车辆的检测,与视频抓拍摄像机、视频录像机、LED显示屏、声光报警模块联动,将超高车辆预警信息投送至现场LED显示屏和声光报警模块以提醒过往司机绕行避免发生碰撞; [0071] S2、通过监测终端将现场实时画面以视频形式自动弹窗,并语音报警提示值班人员查看现场实时视频,系统自动保存发生事故时的现场视频资料,为事故后续追责处理等提供相关依据; [0072] S3、利用前端摄像机码流,通过抽帧、图像识别等技术实时检测过往车辆的车牌等信息,并将超高车辆检测信息生成告警信息推送至平台; [0073] S4、利用机器视觉、目标检测等技术记录是否有车辆碰撞限高架或桥涵,将事故信息生成电子台账上报给平台; [0074] S5、利用超高探测雷达检测到超高车辆时联动抓拍一体摄像机进行现场抓拍取证(含车辆、车牌)等信息并进行告警传送至监测终端平台,后端处理模块自动生成电子台账,同时激光雷达联动视频录制单元将现场实时画面在监测终端自动弹窗提醒且发出声音报警,提醒值班人员及时查看,方便后期检索、取证提供依据。 [0075] S1中LED显示屏及声光报警器收到超高探测雷达信号时工作,无信号触发时屏幕休眠,节约太阳能电池电量,避免对其他车辆的行车干扰。 [0076] S3中还包括通过抓拍的图像对检测到的超高车辆和发生事故的肇事车辆的车辆牌照信息(含汉字字符、英文字母、阿拉伯数字及号牌颜色),采用模式识别、图像识别、文字识别等技术进行提取,形成电子台账记录在后端系统平台。 [0077] S5中监测终端可以对现场视频录像信息进行检索、回放、下载;可以查阅并下载超高车辆车牌、车辆照片、碰撞过程视频等电子台账信息,为后续事故处理、追责提供相应视频、图片证据。 [0078] S4中采用动态机器视觉识别及运动检测技术将当前图像帧中检测到的运动车辆与上一帧图像中的车辆进行匹配,以获得当前监控视频中是否有运动车辆以及运动车辆的运动信息,跟踪录像车辆是否发生碰撞限高架和桥涵。 [0079] 通过部署铁路桥涵碰撞监测预警系统,将过往车辆中超高的车辆进行检测识别,随即联动高清抓拍单元捕获即将通过桥涵的车辆车牌、车辆信息,并通过文字识别技术将通行车辆信息显示在安装车辆行驶前方LED显示屏和声光告警设备进行预警,提醒超高车辆绕行,降低发生碰撞桥涵概率。联动现场录像单元对现场进行视频记录、存储;联动后台调看终端自动弹窗提醒、声音报警提醒值班人员观察超高车辆实时视频信息确认是否发生碰撞,值班员决策是否需要封锁线路,降低安全事故发生,保障行车安全。如有超高车辆发生碰撞限高架或桥涵,后台调看终端可以调看超高车辆电子台账及回放视频取证,对事后追溯处理提供图片、视频依据。可以做到在事前预警、事中告警提醒及关键信息抓取、事后追朔处理等提供相关依据。 [0080] 整套设备采用太阳能供电、4G/5G传输,无需长距离敷设光电缆,降低投入及维护成本。 |