列车感知系统、列车控制系统及列车感知方法与流程

1.本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车感知系统、列车控制系统及列车感知方法。


背景技术：

2.现有技术方案中，轨道列车的障碍物检测主要依赖于安装在转向架上的障碍物检测轨，一旦列车和障碍物发生碰撞，将触发车头下方机械装置位移，然后触发紧急制动安全环路中的继电器动作及时停下列车，然而这种障碍物检测方式属于被动处理方式，只有当列车碰撞发生时才会起到保护作用，列车无法提前预知线路情况实施提前防护，且目前列车在运行过程中发现障碍物后由人工收到启动鸣笛开关进行鸣笛，当人工不能及时触发鸣笛开关时，极易发生交通事故。


技术实现要素：

3.本发明提供一种列车感知系统、列车控制系统及列车感知方法，用以解决现有技术中障碍物检测方式及列车鸣笛方式属于被动处理方式，降低列车运行过程中安全性的缺陷。
4.本发明提供一种列车感知系统，包括：安装于列车的车底架上的毫米波雷达、第一激光雷达、第一相机及车底架主机；
5.所述车底架主机用于基于所述毫米波雷达采集的毫米波雷达数据计算出所述列车行驶速度，基于所述第一激光雷达采集的列车运行前方的第一雷达数据及所述第一相机采集的所述列车运行前方的第一图像数据计算出所述列车运行前方的第一障碍物信息；
6.所述车底架主机还用于生成携带有所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息的第一障碍物信号，并通过列车骨干网将所述第一障碍物信号发送至所述列车的列车自动防护系统，以使所述列车自动防护系统在接收到所述第一障碍物信号的情况下，驱动所述列车的电笛鸣笛，并根据所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息判断所述列车的应急运行状态。
7.根据本发明提供的所述列车控制系统，所述列车控制系统还包括：安装于所述列车的车体上的第二激光雷达、第二相机及车体主机；
8.在所述车体与所述车底架未分离的情况下，所述车体主机用于基于所述第二激光雷达采集的列车运行前方的第二雷达数据及所述第二相机采集的所述列车运行前方的第二图像数据计算出所述列车运行前方的第二障碍物信息；
9.所述车体主机还用于生成携带所述第二障碍物信息的第二障碍物信号，并通过列车骨干网将所述第二障碍物信号发送至所述列车的列车自动防护系统，以使所述列车自动防护系统在接收到所述第二障碍物信号的情况下，驱动所述列车的电笛鸣笛，并根据所述第二障碍物信息、所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息判断所述列车的应急运行模式。
10.根据本发明提供的所述列车控制系统，所述第二相机上方设有车体玻璃罩及安装于所述车体玻璃罩上的雨刮器；
11.所述雨刮器的转动频率与所述第二相机的成像频率保持不一致。
12.根据本发明提供的所述列车控制系统，所述第一激光雷达、所述第一相机、所述第二激光雷达及第二相机的数据采集时间保持同步。
13.本发明还提供一种列车控制系统，包括：列车自动防护系统及列车自动运行系统及以上任一项所述的列车感知系统；
14.所述列车防护系统用于在接收到所述列车感知系统发送的障碍物信号的情况下，输出电笛驱动的高电平信号至所述列车的电笛，以驱动所述列车的电笛鸣笛；
15.所述列车防护系统还用于在根据所述障碍物信号判断到障碍物不处于列车紧急防护距离范围内的情况下，发送携带有所述列车行驶速度的安全应急运行信号至所述列车自动运行系统，以通过所述列车自动运行系统控制所述列车进入牵引运行状态或安全制动运行状态。
16.根据本发明提供的所述列车控制系统，所述列车防护系统还用于在根据所述障碍物信号判断到障碍物处于列车紧急防护距离范围内的情况下，控制所述列车进入紧急制动运行状态。
17.根据本发明提供的所述列车控制系统，所述列车自动运行系统用于根据所述列车行驶速度及列车位置信息计算出牵引力，并发送携带有所述牵引力的牵引指令至牵引系统，以根据所述牵引系统进行列车牵引。
18.根据本发明提供的所述列车控制系统，所述列车自动运行系统用于根据所述列车行驶速度及列车位置信息计算出制动力，并发送携带有所述制动力的制动指令至制动系统，以根据所述制动系统进行列车制动。
19.本发明还提供一种列车感知方法，应用于以上任一项所述的列车感知系统，包括：
20.确定所述车体的定位连接机构与所述车底架之间的连接状态；
21.在所述定位连接机构与所述车底架之间断开连接的情况下，判定所述车体与所述车底架分离；
22.在同一时刻控制所述毫米波雷达采集毫米波雷达数据、所述第一激光雷达采集列车运行前方的第一雷达数据及第一相机采集所述列车运行前方的第一图像数据；
23.基于所述毫米波雷达数据计算出所述列车行驶速度，基于所述第一雷达数据及所述第一图像数据计算出所述列车运行前方的第一障碍物信息；
24.生成携带有所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息的第一障碍物信号，并通过列车骨干网将所述第一障碍物信号发送至所述列车的列车自动防护系统，以使所述列车自动防护系统在接收到所述第一障碍物信号的情况下，驱动所述列车的电笛鸣笛，并根据所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息判断所述列车的应急运行状态。
25.根据本发明提供的所述列车感知方法，所述确定所述车体的定位连接机构与所述车底架之间的连接状态之后，还包括：
26.在所述定位连接机构与所述车底架之间未断开连接的情况下，判定所述车体与所述车底架未分离；
27.在同一时刻控制所述毫米波雷达采集毫米波雷达数据、所述第一激光雷达采集列
车运行前方的第一雷达数据、第一相机采集所述列车运行前方的第一图像数据、所述第二激光雷达采集所述列车运行前方的第二雷达数据及所述第二相机采集所述列车运行前方的第二图像数据；
28.基于所述毫米波雷达数据计算出所述列车行驶速度，基于所述第一雷达数据及所述第一图像数据计算出所述列车运行前方的第一障碍物信息，并基于所述第二雷达数据及所述第二图像数据计算出所述列车运行前方的第二障碍物信息；
29.生成携带有所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息的第一障碍物信号，并生成携带有所述第二障碍物信息的第二障碍物信号；
30.通过列车骨干网将所述第一障碍物信号及述第二障碍物信号发送至所述列车的列车自动防护系统，以使所述列车自动防护系统驱动所述列车的电笛鸣笛，并根据所述第二障碍物信息、所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息判断所述列车的应急运行模式
31.本发明提供的列车感知系统、列车控制系统及列车感知方法，包括：安装于列车的车底架上的毫米波雷达、第一激光雷达、第一相机及车底架主机，车底架主机基于毫米波雷达采集的毫米波雷达数据计算出列车行驶速度，基于第一激光雷达采集的雷达数据及相机采集的图像数据计算出列车运行前方的障碍物信息，车底架主机还生成携带有列车行驶速度及障碍物信息的障碍物信号，并通过列车骨干网将障碍物信号发送至列车自动防护系统，以使列车自动防护系统驱动电笛鸣笛，并根据列车行驶速度及障碍物信息判断列车的应急运行状态，由此本发明通过成像、激光雷达等探测技术将轨道前方障碍物信息传递给列车自动防护系统，由列车自动防护系统根据前方障碍物情况输出鸣笛信号，实现列车自动鸣笛控制，并根据前方障碍物情况自动控制列车的应急运行状态，实现提前防护。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是本发明提供的列车感知系统的结构示意图之一；
34.图2是本发明提供的列车感知系统的结构示意图之一；
35.图3是本发明提供的列车车体与车底架连接结构示意图之一；
36.图4是本发明提供的列车控制系统的结构示意图之一；
37.图5是本发明提供的列车控制系统的结构示意图之二；
38.图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
39.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
40.在实际应用中，轨道列车的障碍物检测主要依赖于安装在转向架上的障碍物检测
轨，一旦列车和障碍物发生碰撞，将触发车头下方机械装置位移，然后触发紧急制动安全环路中的继电器动作及时停下列车，然而这种障碍物检测方式属于被动处理方式，只有当列车碰撞发生时才会起到保护作用，列车无法提前预知线路情况实施提前防护，且目前列车在运行过程中发现障碍物后由人工收到启动鸣笛开关进行鸣笛，当人工不能及时触发鸣笛开关时，极易发生交通事故。
41.本实施例中提出一种列车感知系统通过成像、激光雷达等探测技术将轨道前方障碍物信息传递给列车自动防护系统，由列车自动防护系统输出鸣笛信号，实现列车自动鸣笛控制，并根据前方障碍物情况自动控制列车的应急运行状态，实现提前防护。
42.下面结合图1描述本发明的列车感知系统。
43.图1为本发明提供的列车感知系统的结构示意图之一，如图1所示，列车感知系统1包括：安装于列车的车底架上的第一激光雷达1011、毫米波雷达1012、第一相机1013及车底架主机1014。
44.优选地，本实施例中的第一激光雷达1011、毫米波雷达1012及第一相机1013均安装在车底架上的防爬器下边的玻璃钢上。
45.其中，本实施例中毫米波雷达1012基于的电磁波多普勒效应原理实现车辆的行驶速度测量，由于毫米波雷达1012使用的是波长为毫米到厘米级的电磁波，抗干扰能力很强，因此雨雪雾霾都不能对其构成任何影响。
46.第一激光雷达1011用于列车运行前方空间的环境探测，由于激光雷达受限于周围环境，如果周围环境变化会改变测量的精度和准确性，因此本实施例中采用第一相机1013配合第一激光雷达1011对于障碍物的检测。
47.由于第一相机1013可以实现列车运行前方测距范围内的成像，并根据成像结果判断是否有障碍物，而第一激光雷达1011可利用发射激光来检测列车运行前方测距范围内是否存在障碍物，因此本实施例中第一相机1013与第一激光雷达1011之间彼此之间相互配合实现障碍物的精准检测。
48.优选地，本实施例中的第一相机1013设置于玻璃钢的中间位置，以确保采集的图像范围足够大，第一激光雷达1011设置于第一相机1013两侧边缘处，在不影响第一相机1013采集图像的情况下，确保探测结果更加精确。
49.进一步地，为了确保第一相机1013采集的图像不会受相机镜头上污渍的影响，本实施例中，第一相机1013上方设有车底架玻璃罩及安装于车底架玻璃罩上的雨刮器，且雨刮器的转动频率与第一相机1013的成像频率保持不一致，由此雨刮器在转动的过程中不会影响第一相机1013的成像，且进一步还保障了第一相机1013采集的图像不会受相机镜头上污渍的影响。
50.进一步地，本实施例中的车底架主机1014用于基于毫米波雷达1011采集的毫米波雷达数据计算出列车行驶速度，基于第一激光雷达1012采集的列车运行前方的第一雷达数据及第一相机1013采集的列车运行前方的第一图像数据计算出列车运行前方的第一障碍物信息，也即车底架上安装的以上感知设备采集到的信号需要传输给车底架上的车底架主机1014，通过车底架主机1014对它们采集到的信号进行处理，计算出列车的列车行驶速度、列车运行前方是否存在障碍物，以及在存在障碍物的情况下障碍物距离列车之间的距离。
51.进一步地，参考图4，车底架主机1014还用于生成携带有列车行驶速度及第一障碍
物信息的第一障碍物信号，并通过列车骨干网2将第一障碍物信号发送至列车的列车自动防护系统3，由于列车自动防护系统3具有sil4的安全等级，可以确保控制信号输入和输出的可靠性，因此列车自动防护系统3在接收到第一障碍物信号的情况下，可以及时向电笛输出电笛驱动的高电平信号驱动电笛鸣笛，由此列车自动防护系统3可根据列车感知系统1传输的障碍物信号实现列车自动鸣笛控制，并根据列车行驶速度及第一障碍物信息判断列车的应急运行状态。
52.优选地，本实施例中，车底架主机1014仅在计算出列车前方存在障碍物的情况下，将携带有列车行驶速度及障碍物与列车之间的距离信息的第一障碍物信号发送至列车自动防护系统3，以避免列车自动防护系统3频繁接收到列车感知系统1发送的无效感知信号而增大列车自动防护系统3的负载。
53.进一步地，参考图3，车体与车底架之间通过定位连接机构连接，车底架下方两侧设置的有转向架，现有技术方案中主要依赖于安装在转向架上的障碍物检测轨，只有当障碍物检测轨与障碍物发生碰撞时才会起到保护作用，而本实施例中，在车底架上设置以上感知设备，在车体与车底架之间的定位连接机构分离的情况下，也可以继续通过车底架上的感知设备继续采集前方障碍物信号，主动进行远程障碍物检测。
54.本发明提供的列车感知系统、列车控制系统及列车感知方法，包括：安装于列车的车底架上的毫米波雷达、第一激光雷达、第一相机及车底架主机，车底架主机基于毫米波雷达采集的毫米波雷达数据计算出列车行驶速度，基于第一激光雷达采集的雷达数据及相机采集的图像数据计算出列车运行前方的障碍物信息，车底架主机还生成携带有列车行驶速度及障碍物信息的障碍物信号，并通过列车骨干网将障碍物信号发送至列车自动防护系统，以使列车自动防护系统驱动电笛鸣笛，并根据列车行驶速度及障碍物信息判断列车的应急运行状态，由此本发明通过成像、激光雷达等探测技术将轨道前方障碍物信息传递给列车自动防护系统，由列车自动防护系统根据前方障碍物情况输出鸣笛信号，实现列车自动鸣笛控制，并根据前方障碍物情况自动控制列车的应急运行状态，实现提前防护。
55.基于以上实施例，参考图2，所述列车控制系统1还包括：安装于所述列车的车体上的第二激光雷达1021、第二相机1022及车体主机1023；
56.本实施例中，列车的车体上的感知设备用于在在车体与车底架未分离的情况下，采集列车运行前方的障碍物信号，车体主机1023则基于第二激光雷达1021采集的列车运行前方的第二雷达数据及第二相机1022采集的列车运行前方的第二图像数据计算出列车运行前方的第二障碍物信息；
57.优选地，本实施例中的第二激光雷达1021安装在车体上的防爬器下边的玻璃钢上，第二相机1022安装在车体顶部中间位置。
58.进一步地，为了确保第二相机1022采集的图像不会受相机镜头上污渍的影响，本实施例中，第二相机1022上方设有车体玻璃罩及安装于车体玻璃罩上的雨刮器，且雨刮器的转动频率与第二相机1022的成像频率保持不一致，由此雨刮器在转动的过程中不会影响第二相机1022的成像，且进一步还保障了第二相机1022采集的图像不会受相机镜头上污渍的影响。
59.此外，本实施例中的第二激光雷达1021及第二相机1022的功能同以上实施例中的第一激光雷达1011与第一相机1013，在此不再具体赘述。
60.具体地，参考图4，本实施例中的车体主机1023还用于生成携带第二障碍物信息的第二障碍物信号，并通过列车骨干网2将第二障碍物信号发送至列车的列车自动防护系统3，以使列车自动防护系统3在接收到第二障碍物信号的情况下，驱动列车的电笛鸣笛，并根据第二障碍物信息、列车行驶速度及第一障碍物信息判断列车的应急运行模式。
61.优选地，本实施例中，车体主机1023仅在计算出列车前方存在障碍物的情况下，将携带有障碍物与列车之间的距离信息的第二障碍物信号发送至列车自动防护系统3，以避免列车自动防护系统3频繁接收到列车感知系统1发送的无效感知信号而增大列车自动防护系统3的负载。
62.由此，本实施例中，在车体与车底架之间的定位连接机构未分离的情况下，车体上的以上感知设备与车底架上的以上感知设备一并采集前方障碍物信号，并将障碍物信号都发送至列车自动防护系统3，以供其进行更加精准地决策列车的应急运行状态。
63.基于以上实施例，在车体与车底架之间的定位连接机构未分离的情况下，第一激光雷达1011、第一相机1013、第二激光雷达1021及第二相机1022的数据采集时间保持同步，由此避免列车自动防护系统3由于车体主机1023与车底架主机1014传输障碍物信号不及时的情况下，列车自动防护系统3对应急运行状态进行误判。
64.基于以上实施例，本发明还提出了一种列车控制系统，参考图4-图5，包括：列车自动防护系统3、列车自动运行系统4及以上所述的列车感知系统1。
65.列车防护系统3用于在接收到列车感知系统1发送的障碍物信号的情况下，输出电笛驱动的高电平信号至列车的电笛，以驱动列车的电笛鸣笛。
66.具体地，参考图5，现有技术方案中，通过人为启动电笛的开关来时电笛鸣笛，而本实施例中，列车感知系统1在计算出列车前方存在障碍物的情况下，将障碍物信号发送至列车自动防护系统3，由于列车自动防护系统3具有sil4的安全等级，可以确保控制信号输入和输出的可靠性，因此列车自动防护系统3在接收到障碍物信号后可以及时向电笛输出电笛驱动的高电平信号驱动电笛工作，由此列车自动防护系统3可根据列车感知系统1传输的障碍物信号实现列车自动鸣笛控制。
67.此外，本实施例中，列车防护系统3还可以按照列车唤醒、零速及时间条件等输出电笛驱动信号，即每天列车动车前电笛也自动鸣笛，实现列车自动鸣笛控制。
68.进一步地，列车防护系统3还用于在根据障碍物信号判断到障碍物不处于列车紧急防护距离范围内的情况下，发送携带有列车行驶速度的安全应急运行信号至列车自动运行系统4，以通过列车自动运行系统4控制列车进入牵引运行状态或安全制动运行状态，由此确保障碍物在不威胁列车安全运行的情况下，控制列车缓慢减速，从而提高列车上乘客的乘坐感。
69.基于以上实施例，本实施例中，列车防护系统还用于在根据障碍物信号判断到障碍物处于列车紧急防护距离范围内的情况下，控制列车进入紧急制动运行状态，由此确保障碍物在威胁列车安全运行的情况下，控制列车紧急停止，从而确保列车上乘客的安全。
70.此外需要说明的是，本实施例中，在车体与车底架之间的定位连接机构未分离的情况下，若车体主机1023与车底架主机1014传输的障碍物信号不一致，则以它们两者中前方存在障碍物、列车与障碍物之间的最短距离为主，由此提高列车的运行安全性。
71.具体地，本实施例中，列车自动运行系统4用于根据列车行驶速度及列车位置信息
计算出牵引力，生成携带有牵引力的牵引信号，将牵引信号发送给列车监控系统，列车监控系统通过监控列车的运行状况确定牵引部件，并将携带有牵引力及牵引部件信息的牵引指令发送至牵引系统，以使牵引系统进行列车牵引，由此通过牵引系统从反方向施加牵引力阻止列车向前运行。
72.具体地，本实施例中，列车自动运行系统4还用于根据列车行驶速度及列车位置信息计算出制动力，生成携带有制动力的制动信号，将制动信号发送给列车监控系统，列车监控系统通过监控列车的运行状况确定制动部件，并将携带有制动力及制动部件信息的制动指令发送至制动系统，以使制动系统进行列车制动，由此通过制动系统从正方向施加制动力阻止列车向前运行。
73.基于以上实施例，本发明还提供一种列车感知方法，应用于以上所述的列车感知系统1，包括：
74.确定所述车体的定位连接机构与所述车底架之间的连接状态；
75.在所述定位连接机构与所述车底架之间断开连接的情况下，判定所述车体与所述车底架分离；
76.在同一时刻控制所述毫米波雷达1012采集毫米波雷达数据、所述第一激光雷达1011采集列车运行前方的第一雷达数据及第一相机1013采集所述列车运行前方的第一图像数据；
77.基于所述毫米波雷达数据计算出所述列车行驶速度，基于所述第一雷达数据及所述第一图像数据计算出所述列车运行前方的第一障碍物信息；
78.生成携带有所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息的第一障碍物信号，并通过列车骨干网2将所述第一障碍物信号发送至所述列车的列车自动防护系统3，以使所述列车自动防护系统3在接收到所述第一障碍物信号的情况下，驱动所述列车的电笛鸣笛，并根据所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息判断所述列车的应急运行状态。
79.具体地，本实施例中毫米波雷达1012基于的电磁波多普勒效应原理实现车辆的行驶速度测量，由于毫米波雷达1012使用的是波长为毫米到厘米级的电磁波，抗干扰能力很强，因此雨雪雾霾都不能对其构成任何影响。
80.第一激光雷达1011用于列车运行前方空间的环境探测，由于激光雷达受限于周围环境，如果周围环境变化会改变测量的精度和准确性，因此本实施例中采用第一相机1013配合第一激光雷达1011对于障碍物的检测。
81.由于第一相机1013可以实现列车运行前方测距范围内的成像，并根据成像结果判断是否有障碍物，而第一激光雷达1011可利用发射激光来检测列车运行前方测距范围内是否存在障碍物，因此本实施例中第一相机1013与第一激光雷达1011之间彼此之间相互配合实现障碍物的精准检测。
82.优选地，本实施例中，为了提高障碍物识别的精准性，控制毫米波雷达1012、第一激光雷达1011及第一相机1013同时采集数据。
83.本实施例中，在车底架上设置以上感知设备，在车体与车底架之间的定位连接机构分离的情况下，也可以继续通过车底架上的感知设备继续采集前方障碍物信号，主动进行远程障碍物检测。
84.本实施例提出的列车感知方法，通过成像、激光雷达等探测技术将轨道前方障碍
物信息传递给列车自动防护系统，由列车自动防护系统根据前方障碍物情况输出鸣笛信号，实现列车自动鸣笛控制，并根据前方障碍物情况自动控制列车的应急运行状态，实现提前防护。
85.基于以上实施例，所述确定所述车体的定位连接机构与所述车底架之间的连接状态之后，还包括：
86.在所述定位连接机构与所述车底架之间未断开连接的情况下，判定所述车体与所述车底架未分离；
87.在同一时刻控制所述毫米波雷达1012采集毫米波雷达数据、所述第一激光雷达1011采集列车运行前方的第一雷达数据、第一相机1013采集所述列车运行前方的第一图像数据、所述第二激光雷达1021采集所述列车运行前方的第二雷达数据及所述第二相机1022采集所述列车运行前方的第二图像数据；
88.基于所述毫米波雷达数据计算出所述列车行驶速度，基于所述第一雷达数据及所述第一图像数据计算出所述列车运行前方的第一障碍物信息，并基于所述第二雷达数据及所述第二图像数据计算出所述列车运行前方的第二障碍物信息；
89.生成携带有所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息的第一障碍物信号，并生成携带有所述第二障碍物信息的第二障碍物信号；
90.通过列车骨干网2将所述第一障碍物信号及述第二障碍物信号发送至所述列车的列车自动防护系统3，以使所述列车自动防护系统3驱动所述列车的电笛鸣笛，并根据所述第二障碍物信息、所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息判断所述列车的应急运行模式。
91.该步骤中，在车体与车底架之间的定位连接机构未分离的情况下，车体上的以上感知设备与车底架上的以上感知设备一并采集前方障碍物信号，并将障碍物信号都发送至列车自动防护系统3，以供其进行更加精准地决策列车的应急运行状态。
92.进一步地，在车体与车底架之间的定位连接机构未分离的情况下，第一激光雷达1011、第一相机1013、第二激光雷达1021及第二相机1022的数据采集时间保持同步，由此避免列车自动防护系统3由于车体主机1023与车底架主机1014传输障碍物信号不及时的情况下，列车自动防护系统3对应急运行状态进行误判。
93.进一步地，本实施例中，在车体与车底架之间的定位连接机构未分离的情况下，若车体主机1023与车底架主机1014传输的障碍物信号不一致，则以它们两者中前方存在障碍物、列车与障碍物之间的最短距离为主，由此提高列车的运行安全性。
94.图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(communications interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行列车降级运行方法，该方法包括：确定所述车体的定位连接机构与所述车底架之间的连接状态；在所述定位连接机构与所述车底架之间断开连接的情况下，判定所述车体与所述车底架分离；在同一时刻控制所述毫米波雷达采集毫米波雷达数据、所述第一激光雷达采集列车运行前方的第一雷达数据及第一相机采集所述列车运行前方的第一图像数据；基于所述毫米波雷达数据计算出所述列车行驶速度，基于所述第一雷达数据及所述第一图像数据计算出所述列车运行前方的第一障
碍物信息；生成携带有所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息的第一障碍物信号，并通过列车骨干网将所述第一障碍物信号发送至所述列车的列车自动防护系统，以使所述列车自动防护系统在接收到所述第一障碍物信号的情况下，驱动所述列车的电笛鸣笛，并根据所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息判断所述列车的应急运行状态。
95.此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
96.另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的列车降级运行方法，该方法包括：确定所述车体的定位连接机构与所述车底架之间的连接状态；在所述定位连接机构与所述车底架之间断开连接的情况下，判定所述车体与所述车底架分离；在同一时刻控制所述毫米波雷达采集毫米波雷达数据、所述第一激光雷达采集列车运行前方的第一雷达数据及第一相机采集所述列车运行前方的第一图像数据；基于所述毫米波雷达数据计算出所述列车行驶速度，基于所述第一雷达数据及所述第一图像数据计算出所述列车运行前方的第一障碍物信息；生成携带有所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息的第一障碍物信号，并通过列车骨干网将所述第一障碍物信号发送至所述列车的列车自动防护系统，以使所述列车自动防护系统在接收到所述第一障碍物信号的情况下，驱动所述列车的电笛鸣笛，并根据所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息判断所述列车的应急运行状态。
97.又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的列车降级运行方法，该方法包括：确定所述车体的定位连接机构与所述车底架之间的连接状态；在所述定位连接机构与所述车底架之间断开连接的情况下，判定所述车体与所述车底架分离；在同一时刻控制所述毫米波雷达采集毫米波雷达数据、所述第一激光雷达采集列车运行前方的第一雷达数据及第一相机采集所述列车运行前方的第一图像数据；基于所述毫米波雷达数据计算出所述列车行驶速度，基于所述第一雷达数据及所述第一图像数据计算出所述列车运行前方的第一障碍物信息；生成携带有所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息的第一障碍物信号，并通过列车骨干网将所述第一障碍物信号发送至所述列车的列车自动防护系统，以使所述列车自动防护系统在接收到所述第一障碍物信号的情况下，驱动所述列车的电笛鸣笛，并根据所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息判断所述列车的应急运行状态。
98.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性
的劳动的情况下，即可以理解并实施。
99.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
100.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种列车感知系统，其特征在于，包括：安装于列车的车底架上的毫米波雷达、第一激光雷达、第一相机及车底架主机；所述车底架主机用于基于所述毫米波雷达采集的毫米波雷达数据计算出所述列车行驶速度，基于所述第一激光雷达采集的列车运行前方的第一雷达数据及所述第一相机采集的所述列车运行前方的第一图像数据计算出所述列车运行前方的第一障碍物信息；所述车底架主机还用于生成携带有所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息的第一障碍物信号，并通过列车骨干网将所述第一障碍物信号发送至所述列车的列车自动防护系统，以使所述列车自动防护系统在接收到所述第一障碍物信号的情况下，驱动所述列车的电笛鸣笛，并根据所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息判断所述列车的应急运行状态。2.根据权利要求1所述的列车控制系统，其特征在于，所述列车控制系统还包括：安装于所述列车的车体上的第二激光雷达、第二相机及车体主机；在所述车体与所述车底架未分离的情况下，所述车体主机用于基于所述第二激光雷达采集的列车运行前方的第二雷达数据及所述第二相机采集的所述列车运行前方的第二图像数据计算出所述列车运行前方的第二障碍物信息；所述车体主机还用于生成携带所述第二障碍物信息的第二障碍物信号，并通过列车骨干网将所述第二障碍物信号发送至所述列车的列车自动防护系统，以使所述列车自动防护系统在接收到所述第二障碍物信号的情况下，驱动所述列车的电笛鸣笛，并根据所述第二障碍物信息、所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息判断所述列车的应急运行模式。3.根据权利要求2所述的列车控制系统，其特征在于，所述第二相机上方设有车体玻璃罩及安装于所述车体玻璃罩上的雨刮器；所述雨刮器的转动频率与所述第二相机的成像频率保持不一致。4.根据权利要求1-3任一项所述的列车控制系统，其特征在于，所述第一激光雷达、所述第一相机、所述第二激光雷达及第二相机的数据采集时间保持同步。5.一种列车控制系统，其特征在于，包括：列车自动防护系统、列车自动运行系统及权利要求1-4任一项所述的列车感知系统；所述列车防护系统用于在接收到所述列车感知系统发送的障碍物信号的情况下，输出电笛驱动的高电平信号至所述列车的电笛，以驱动所述列车的电笛鸣笛；所述列车防护系统还用于在根据所述障碍物信号判断到障碍物不处于列车紧急防护距离范围内的情况下，发送携带有所述列车行驶速度的安全应急运行信号至所述列车自动运行系统，以通过所述列车自动运行系统控制所述列车进入牵引运行状态或安全制动运行状态。6.根据权利要求5所述的列车控制系统，其特征在于，所述列车防护系统还用于在根据所述障碍物信号判断到障碍物处于列车紧急防护距离范围内的情况下，控制所述列车进入紧急制动运行状态。7.根据权利要求5所述的列车控制系统，其特征在于，所述列车自动运行系统用于根据所述列车行驶速度及列车位置信息计算出牵引力，并发送携带有所述牵引力的牵引指令至牵引系统，以根据所述牵引系统进行列车牵引。8.根据权利要求5所述的列车控制系统，其特征在于，所述列车自动运行系统用于根据
所述列车行驶速度及列车位置信息计算出制动力，并发送携带有所述制动力的制动指令至制动系统，以根据所述制动系统进行列车制动。9.一种列车感知方法，应用于权利要求1-4任一项所述的列车感知系统，其特征在于，包括：确定所述车体的定位连接机构与所述车底架之间的连接状态；在所述定位连接机构与所述车底架之间断开连接的情况下，判定所述车体与所述车底架分离；在同一时刻控制所述毫米波雷达采集毫米波雷达数据、所述第一激光雷达采集列车运行前方的第一雷达数据及第一相机采集所述列车运行前方的第一图像数据；基于所述毫米波雷达数据计算出所述列车行驶速度，基于所述第一雷达数据及所述第一图像数据计算出所述列车运行前方的第一障碍物信息；生成携带有所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息的第一障碍物信号，并通过列车骨干网将所述第一障碍物信号发送至所述列车的列车自动防护系统，以使所述列车自动防护系统在接收到所述第一障碍物信号的情况下，驱动所述列车的电笛鸣笛，并根据所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息判断所述列车的应急运行状态。10.根据权利要求9所述的列车感知方法，其特征在于，所述确定所述车体的定位连接机构与所述车底架之间的连接状态之后，还包括：在所述定位连接机构与所述车底架之间未断开连接的情况下，判定所述车体与所述车底架未分离；在同一时刻控制所述毫米波雷达采集毫米波雷达数据、所述第一激光雷达采集列车运行前方的第一雷达数据、第一相机采集所述列车运行前方的第一图像数据、所述第二激光雷达采集所述列车运行前方的第二雷达数据及所述第二相机采集所述列车运行前方的第二图像数据；基于所述毫米波雷达数据计算出所述列车行驶速度，基于所述第一雷达数据及所述第一图像数据计算出所述列车运行前方的第一障碍物信息，并基于所述第二雷达数据及所述第二图像数据计算出所述列车运行前方的第二障碍物信息；生成携带有所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息的第一障碍物信号，并生成携带有所述第二障碍物信息的第二障碍物信号；通过列车骨干网将所述第一障碍物信号及述第二障碍物信号发送至所述列车的列车自动防护系统，以使所述列车自动防护系统驱动所述列车的电笛鸣笛，并根据所述第二障碍物信息、所述列车行驶速度及所述第一障碍物信息判断所述列车的应急运行模式。

技术总结
本发明提供一种列车感知系统、列车控制系统及列车感知方法，包括安装于车底架上的毫米波雷达、第一激光雷达、第一相机及车底架主机，车底架主机基于毫米波雷达数据计算出列车行驶速度，基于雷达数据及图像数据计算出障碍物信息，车底架主机还生成携带有列车行驶速度及障碍物信息的障碍物信号，并将障碍物信号发送至列车自动防护系统，以使列车自动防护系统驱动电笛鸣笛，并根据列车行驶速度及障碍物信息判断列车的应急运行状态，由此本发明通过成像、激光雷达等探测技术将轨道前方障碍物信息传递给列车自动防护系统，由列车自动防护系统输出鸣笛信号，实现列车自动鸣笛控制，并根据前方障碍物情况自动控制列车的应急运行状态，实现提前防护。实现提前防护。实现提前防护。


技术研发人员：包峰 赵振丁 吴明洋
受保护的技术使用者：米塔盒子科技有限公司
技术研发日：2022.10.10
技术公布日：2023/1/31