一种铁路道口安全防护机器人的制作方法

1.本技术涉及道口安全防护技术领域，特别涉及一种铁路道口安全防护机器人。


背景技术：

2.铁路道口的安全防护是铁路安全管理的一项重要工作，直接影响铁路行车安全。在一些区域内，由于生产生活需要，存在仅在该区域内运行的专用铁路，例如矿区中的矿区铁路。而专用铁路通常为开放式运营，且无人看守道口数量较多，近年来因人为因素而发生的道口安全事故屡见不鲜，频繁发生的安全事故严重影响了专用铁路的安全运行。
3.无人看守道口通常会采用铁路道口标识、护桩等进行警示，列车在将要经过道口时也会采取加强瞭望并鸣笛等警示措施，但部分道口受限于地理环境、曲线线路等问题，列车仍易于行人车辆发生冲突，酿成安全事故。
4.若指派人员进行看守，由于专用铁路列车发车及通过时间不定，需要时刻进行看守，严重浪费人员时间并增加管理成本，因此亟需一种设备解决铁路无人看守道口的安全防护问题。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种铁路道口安全防护机器人，以解决铁路无人看守道口的安全防护问题。
6.本技术提供一种铁路道口安全防护机器人，包括：传感监测器、主控制器、图像采集器和供电电路，其中：所述传感监测器包括传感控制板和环境监测组件，所述环境监测组件与所述传感控制板连接；所述主控制器包括主控制板、报警组件和定位天线，所述主控制板分别与所述传感控制板、所述报警组件和所述图像采集器连接；所述主控制板与所述定位天线连接；所述供电电路与所述传感控制板和所述主控制板连接。
7.在进行道口安全防护工作时，所述安全防护机器人被设置在被监测道口，所述主控制器通过所述传感监测器采集的经过道口的目标信息和所述图像采集器采集的实时影像数据，统计获取道口的实时人车流量数据。同时主控制器还能够根据实时人车流量数据生成报警指令并发出报警信号从而提醒道口附近的行人、车辆注意安全，躲避列车，避免因视线不足或其他原因未察觉到列车到来造成的冲突问题。
8.可选的，所述环境监测组件包括接近传感探头和振动传感探头，其中：所述振动传感探头设置在被监测道口的铁轨轨腰处；所述接近传感探头和所述振动传感探头分别与所述传感控制板连接。
9.接近传感探头能够获取经过道口的人员、车辆目标信息，振动传感探头能够探知到道口铁轨的振动情况，因列车运行在铁路上时，铁轨的振动是持续振动且随着列车距离变小而越来越大，由此判断出是否有列车靠近。当获取的信息显示道口有人员、车辆或列车靠近，所述主控制板可控制所述报警组件发出报警信号。
10.可选的，所述报警组件包括光报警器和声报警器，所述光报警器和所述声报警器
分别与所述主控制板连接。
11.在所述报警组件中设置光报警器和声报警器，可针对不同的情况发出不同的报警信号，提供更加清晰的报警信号，避免事故发生。
12.可选的，所述供电电路包括风力发电机、光伏发电板和发电控制器中的一种或多种的组合，所述发电控制器分别与所述风力发电机和所述光伏发电板连接。
13.通过风力发电机、光伏发电板和发电控制器中的一种或多种的组合可以实现所述安全防护机器人的自主供电，节省额外铺设输电线路造成的开支与消耗的时间，同时可保证在无外力破坏下所述安全防护机器人能够实现全天候的安全防护。
14.可选的，所述供电电路还包括蓄电池组和隔离组件，其中：所述蓄电池组的输入端与所述发电控制器连接；所述隔离组件的输入端与所述蓄电池组的输出端连接。
15.通过蓄电池组能够将所述风力发电机和/或光伏发电板产生的电能存储下来，避免出现意外情况断电。而通过隔离组件能够将蓄电池组输出端电压降低到可被所述主控制板和传感控制板直接利用的数值，避免因电压过大损害所述主控制板和传感控制板。
16.可选的，所述机器人还包括机箱，所述机箱是长方体箱型结构，所述机箱包括箱门，所述发电控制器、蓄电池组、隔离组件、传感控制板和主控制板均设置在所述机箱内。将运行时带电且防护较少的组件置入机箱内部，能够避免设备进水，延缓设备老化。
17.可选的，所述传感监测器还包括设备监测组件，所述设备监测组件设置在机箱内，所述设备监测组件与所述传感控制板连接。
18.所述设备监测组件能够监测设置在机箱内的组件的运行状态，通过所述传感控制板中提前预设的运行状态范围，可以判断出所述安全防护机器人是否在安全运行。通过运行状态能够及时获取所述安全防护机器人的故障信息，降低维护成本。
19.可选的，所述设备监测组件包括烟雾传感探头、温度传感探头、门磁传感探头和撞击传感探头，其中：所述烟雾传感探头和所述温度传感探头设置在所述机箱内的顶部；所述门磁传感探头和所述撞击传感探头设置在所述机箱的箱门处；所述烟雾传感探头、温度传感探头、门磁传感探头和撞击传感探头分别与所述传感控制板连接。烟雾传感探头、温度传感探头、门磁传感探头和撞击传感探头能够分别获取机箱内的烟雾浓度、各组件温度、机箱门开关数据及机箱振动数据，通过这些数值可以获取设置在机箱内部的各组件的运行状态，起到良好的设备自检效果。
20.可选的，所述图像采集器包括第一摄像头和第二摄像头，其中：所述第一摄像头的镜头方向为道口铁路一侧马路的延伸方向；所述第二摄像头的镜头方向为道口铁路另一侧马路的延伸方向；所述第一摄像头和所述第二摄像头分别与所述主控制板连接。
21.通过两个摄像头可以获取道口中马路方向上的行人、车辆的实时影像数据，根据实时影像数据能够将所述接近传感探头采集到的所述目标信息中接近的目标进行辨识分类，区分是行人还是车辆，达到更好的警示效果。
22.可选的，所述主控制器还包括通信天线和远端主机，所述通信天线与所述主控制板连接，所述主控制板通过所述通信天线与所述远端主机无线通信。因远端主机能够获取主控制板获取的信息，所以可通过远端主机直接获取某个道口的所述安全防护机器人的运行状态，对故障进行及时维护，保证所述安全防护机器人的全天候稳定工作。
23.由以上技术方案可知，本技术提供一种铁路道口安全防护机器人，所述机器人包
括传感监测器、主控制器、图像采集器和供电电路。通过所述传感监测器能够获取经过道口的目标信息以及自身的运行状态信息，通过所述图像采集器能够采集道口的实时影像数据。所述主控制器根据所述目标信息和所述实时影像数据统计获取道口的实时人车流量数据，并根据所述人车流量数据生成报警指令，进而发出报警信号，提醒经过道口的人员及车辆注意安全，防止冲突。通过设置所述铁路道口安全防护机器人，实现了铁路道口的自动化安全防护，有效减少道口防护人员的设置，避免浪费防护人员的时间，同时降低了管理成本。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
25.图1为本技术中一种铁路道口安全防护机器人的结构示意图；
26.图2为本技术实施例中一种铁路道口安全防护机器人的结构示意图；
27.图3为本技术实施例中另一种铁路道口安全防护机器人的结构示意图；
28.图4为本技术实施例中一种供电电路的连接示意图；
29.图5为本技术实施例中另一种供电电路的连接示意图。
30.图示说明：
31.其中，1-传感监测器；2-主控制器；3-图像采集器；4-供电电路；5-机箱；11-传感控制板；12-环境监测组件；13-设备监测组件；21-主控制板；22-报警组件；23-定位天线；24-通信天线；25-远端主机；31-第一摄像头；32-第二摄像头；41-风力发电机；42-光伏发电板；43-发电控制器；44-蓄电池组；45-隔离组件；121-接近传感探头；122-振动传感探头；131-烟雾传感探头；132-温度传感探头；133-门磁传感探头；134-撞击传感探头；221-光报警器；222-声报警器。
具体实施方式
32.下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的系统和方法的示例。
33.铁路道口是铁路与马路交汇形成的地带，受限于列车刹车性能以及周围环境对视线的影响，人员及车辆在通过道口时如果不仔细观察就会有与列车发生冲突的危险。传统的铁路道口安全防护方法一般为通过安全防护人员进行警示和阻拦，但由于道口路段需要全天候进行监管防护，因此一个道口需要三名防护人员进行轮换，严重浪费防护人员的时间且使管理成本居高不下，因此本技术提出一种铁路道口安全防护机器人，用以解决铁路道口安全防护工作中浪费防护人员时间的问题。
34.参见图1～图2，本技术提供一种铁路道口安全防护机器人，包括：传感监测器1、主控制器2、图像采集器3和供电电路4，其中所述传感监测器1包括传感控制板11和环境监测组件12，所述环境监测组件12与所述传感控制板11连接；所述传感控制板11用于通过所述
环境监测组件12获取经过铁路道口的目标信息。
35.所述传感控制板11是具有计算、通信能力的设备。在部分实施例中，所述传感控制板11可为集成有单片机芯片和通信端口的电路板，所述单片机芯片可对所述环境监测组件12采集到的信息进行整合，获取经过铁路道口的目标信息。所述通信端口可以至少支持一种特定的通信方式，例如，地址总线、互联网、蓝牙、电力载波通信等。
36.所述主控制器2包括主控制板21、报警组件22和定位天线23，所述主控制板21分别与所述传感控制板11、所述报警组件22和所述图像采集器3连接。通过与所述传感控制板11和所述图像采集器3连接，所述主控制板21可以获取所述传感控制板11采集的目标信息和所述图像采集器3采集的实时影像数据，并且能根据所述目标信息和所述实时影像数据统计道口的实时人车流量数据，以及通过所述人车流量数据生成报警指令发送至所述报警组件22。所述报警组件22能够响应所述主控制板21发送的所述报警指令并进行响应，发出报警信号。
37.所述主控制板21与所述传感控制板11、所述报警组件22和所述图像采集器3之间均为电连接，所述主控制板21接收和发射的信号均为电信号。而所述主控制板21与所述传感控制板11相同，也是具有计算、通信能力的设备，因此在部分实施例中，所述主控制板21也可为集成有单片机芯片和通信端口的电路板。值得说明的是，所述主控制板21和所述传感控制板11上的通信端口都为rs-485型号，可通过双绞线、rs485专用线缆或铠装型双绞屏蔽电缆进行连接，具体选用线型本技术不做限制。
38.在本技术的部分实施例中，所述图像采集装置3是智能摄像头，通过智能摄像头可以采集到道口附近的实时影像数据，并发送至所述主控制板21中。所述主控制板21根据所述实时影像数据和所述目标信息统计获取实时人车流量数据。
39.所述主控制板21与所述定位天线23连接，所述主控制板21还能够通过所述定位天线23获取时间信息，以及根据所述时间信息对所述目标信息、所述实时影像数据和所述人车流量数据进行时间标定。
40.所述定位天线23是一种通过捕捉卫星信号从而获取当前位置的时间信息的设备。在实际应用中，仅有当所述定位天线23同时捕捉到3个或以上数量的卫星信号时，时间标定才足够准确。所述定位天线23可选用gps定位天线、北斗定位天线或gps/北斗定位天线，其中gps/北斗定位天线为既能捕捉gps定位系统卫星信号又能捕捉北斗定位系统卫星信号的天线。为保证捕捉的卫星信号数量足够，可优先选用北斗定位天线或gps/北斗定位天线。
41.所述供电电路4与所述传感控制板11和所述主控制板21连接，所述供电电路4用于向所述传感监测器1和主控制器2供电。所述供电电路4为所述传感监测器1和所述主控制器2提供电压稳定的直流电进行供电。在部分实施例中，由于所述传感控制板11和所述主控制板21都为集成有单片机芯片的电路板，需要供电电压相同，可由所述供电电路4分开供电，或所述传感控制板11和所述主控制板21形成并联回路。
42.参见图3，所述环境监测组件12包括接近传感探头121和振动传感探头122，其中：所述接近传感探头121和所述振动传感探头122分别与所述传感控制板11连接，所述振动传感探头122设置在被监测道口的铁轨轨腰处。所述接近传感探头121用于获取经过道口的人员、车辆目标信息并将所述目标信息发送至所述传感控制板11；所述振动传感探头122能够监测铁轨振动状态信息并将所述振动状态信息并发送至所述传感控制板11。所述传感控制
板11通过所述接近传感探头121和所述振动传感探头122能够采集到经过道口的目标信息以及铁轨的振动信息，且在采集所述目标信息和所述振动信息时会同步发送至所述主控制板21。
43.在部分实施例中，由于接近传感探头121用于采集经过道口的人员及车辆目标信息，所述接近传感探头121的个数需不少于两个，例如，两个所述接近传感探头121的探查方向分别指向道口中铁路两侧马路的方向，由此可以对道口马路上的行人车辆进行监测获取目标信息。
44.在本技术的部分实施例中，由于道口处铁路可能存在多条，因此所述振动传感探头122也需要设置多个，所述振动传感探头122设置在道口处铁路的铁轨轨腰处，个数与道口处铁路数量相同。为保证监测准确性，也可将两个所述振动传感探头122作为一组，分别设置在道口中同一条铁路的两条铁轨轨腰处，可以更精确地获取铁路上是否有列车接近。
45.所述主控制板21在接收所述目标信息和所述振动状态信息后对信息进行统计，若所述目标信息不为零，则所述人车流量数据中的人流量数据不为零；若所述振动状态信息中出现连续且幅值大于幅值判断阈值的振动信号，则所述人车流量数据中的车流量数据不为零。
46.列车在行进时产生的振动信号是连续的，这一点区别于由其他因素产生的振动信号，且随着列车靠近，振动信号的幅值也会逐渐增大，在所述主控制板21中预先设置了幅值判断阈值用于感知列车是否接近到一定距离。在部分实施例中，因为外界因素例如通过道口的车辆或行人也会使铁轨产生振动信号，同时由于产生振动信号的地点距离所述振动传感探头122较近，所述振动信号的幅值也会大于所述幅值判断阈值。因此在所述主控制板21进行振动信号的读取判定时，需先判断所述振动信号是否连续，再判断幅值是否超过幅值判断阈值，从而避免非列车振动信号的干扰。
47.所述人车流量数据包括人流量数据和车流量数据。由于所述目标信息为经过道口的人员车辆的目标信息，所述人流量数据为道口处马路方向上行人及车辆流量数据。所述车流量数据根据所述振动状态信息获取，所述车流量数据为道口处铁路方向上列车流量数据。值得说明的是，所述车流量数据的绝对值不大于所述道口处的铁路数。
48.如图3所示，所述报警组件22包括光报警器221和声报警器222，所述光报警器221和所述声报警器222分别与所述主控制板21连接。
49.所述主控制板21能够根据所述人车流量数据发出不同等级的报警指令，从而控制所述报警组件发出不同等级的报警信号。例如所述主控制板21可在根据所述目标信息和所述实时影像数据统计道口的人车流量数据后，对人车流量数据进行判断，若所述人车流量数据中的人流量数据不为零，控制所述光报警器221发出光报警信号；若所述人车流量数据中的车流量数据不为零，控制所述声报警器222发出声报警信号。
50.如图1所示，所述供电电路4包括风力发电机41、光伏发电板42和发电控制器43中的一种或多种的组合，其中所述发电控制器43分别与所述风力发电机41和所述光伏发电板42连接。
51.所述供电电路4采取了清洁能源发电来进行供电的手段，可以减少供电线路铺设，降低成本。所述供电电路4中可仅包括风力发电机41或光伏发电板42，也可在设置所述风力发电机41或所述光伏发电板42的同时设置发电控制器43，还可同时设置所述风力发电机
41、所述光伏发电板42和所述发电控制器43。所述风力发电机41能够将风能转化为电能并输出，所述光伏发电板42能够将太阳能转化为电能并输出。由于风力发电和太阳能发电均存在一定不稳定性，设置所述发电控制器43的目的是将所述风力发电机41和/或光伏发电板42产生的电能转化为稳定的直流电输出。
52.由于所述风力发电机41无法在无风时产生电能，所述光伏发电板42无法在阴雨天和夜晚进行发电。为解决清洁能源发电设备带来的供电稳定性问题，常将两种发电设备配合使用，或者在所述供电电路4中设置蓄电设备。如图1所示，所述供电电路4还包括蓄电池组44和隔离组件45，其中所述蓄电池组44的输入端与所述发电控制器43的输出端连接，所述蓄电池组44能够接收所述发电控制器43输出的直流电并储存电能。所述隔离组件45的输入端与所述蓄电池组44的输出端连接，所述隔离组件45的输出端分别与所述传感控制板11和主控制板21连接。所述蓄电池组44的输出端能够输出直流电，所述隔离组件45通过输入端接收所述蓄电池组44输出的直流电，并将所述直流电进行降压再输出至所述传感控制板11和所述主控制板21。
53.由于所述风力发电机41和所述光伏发电板42的发电存在不稳定性，可选择将发电设备产生的电能储存到所述蓄电池组44后，再由所述蓄电池组44对所述传输监测器1和所述主控制器2进行供电这一供电方式。
54.如图4所示，为匹配所述蓄电池组44的输入电压，所述发电控制器43需要将所述风力发电机41和/或所述光伏发电板42产生的电能转化为电压稳定的直流电输入至所述蓄电池组44中，所述蓄电池组44的输入电压即为所述发电控制器43转化后的直流电电压。例如所述蓄电池组44的输入电压为72v，所述发电控制器43就需要将所述风力发电机41和/或所述光伏发电板42产生的电能转化为电压为72v的直流电再进行输出。
55.在部分实施例中，所述蓄电池组44连接有蓄电池传感探头，所述蓄电池传感探头和所述发电控制器43分别与所述传感控制板11连接，所述蓄电池传感探头能够监控所述蓄电池组44的充放电情况。当所述蓄电池组44电量充满时，所述传感控制板11控制所述发电控制器43不再向所述蓄电池组44输送电能，防止所述蓄电池组44过充电；当所述蓄电池组44电量将要耗尽时，所述传感控制板11控制所述发电控制器43向所述蓄电池组44输送电能，使所述蓄电池组44进入充电状态；当所述蓄电池组44电量将要耗尽且所述蓄电池传感探头检测到所述蓄电池组44不处在充电状态，所述传感控制板11向所述主控制板21发送信号，通知人员进行处理。
56.所述隔离组件45的作用是稳定所述蓄电池组44的输出电压，使其不超过所述传输控制板11和所述主控制板21的工作电压。在部分实施例中，如图4所示，所述隔离组件45的输入端与所述蓄电池组44的输出端连接，所述隔离组件45能够稳定输出电压为12v的直流电。同时所述隔离组件45还能够提供多路稳压输出，如图4所示，所述隔离组件45能同时输出两路电压为12v的直流电分别为所述传感控制板11和主控制板21供电。
57.在本技术的部分实施例中，可直接对所述风力发电机41和/或所述光伏发电板42产生的电能进行电压控制，转换为能供所述传感控制板11和主控制板21运行的直流电。如图5所示，所述发电控制器43的输出端与所述隔离组件45的输入端连接，所述隔离组件45将所述发电控制器43输出的稳压直流电降低电压至所述传感控制板11和主控制板21的工作电压，而后进行输出。
58.如图2所示，所述铁路道口安全防护机器人还包括机箱5，所述机箱5是长方体箱型结构，所述机箱5包括箱门，所述发电控制器43、蓄电池组44、隔离组件45、传感控制板11和主控制板21均设置在所述机箱5内。所述机箱5能够为设置在所述机箱5内的组件提供较为安全的工作环境，所述机箱5可为金属制箱体，能够防止雨水、风沙等对设置在所述机箱5内的组件造成破坏。
59.值得说明的是，所述机箱5的形状不固定，在部分实施例中，也可为圆柱体箱型结构或其他带有空腔的箱型结构。同时在本技术的部分实施例中，所述机箱5可包括供电机箱和控制机箱，所述控制机箱内部设置所述传感控制板11和主控制板21，所述供电机箱内部设置所述发电控制器43、蓄电池组44和隔离组件45，通过将控制和供电分离，提高所述安全防护机器人的运行安全性。
60.如图2所示，所述传感监测器1还包括设备监测组件13，所述设备监测组件13设置在机箱5内，所述设备监测组件13与所述传感控制板11连接。所述设备监测组件13能够监测设置在所述机箱5内的各组件的运行状态，并将监测到的运行状态发送至所述传感控制板11。
61.所述传感控制板11内置有预设运行状态范围，所述预设运行状态范围是设置在所述机箱5内的各组件能够正常工作且损耗较小的运行状态范围。所述传感控制板11通过所述设备监测组件13监测到的运行状态，如果所述运行状态不在所述预设运行状态范围内，则所述设置在所述机箱5内的各组件处于非正常运行状态，所述传感控制板11将所述非正常运行状态信息发送至所述主控制板21。所述非正常运行状态并不代表设置在所述机箱5内的各组件出现故障，仅是对所述机箱5内的异常情况进行上报，若不及时处理，有可能会出现组件故障等问题。
62.如图3所示，所述设备监测组件13包括烟雾传感探头131、温度传感探头132、门磁传感探头133和撞击传感探头134，其中所述烟雾传感探头131和所述温度传感探头132设置在所述机箱内的顶部；所述门磁传感探头133和所述撞击传感探头134设置在所述机箱的箱门处。所述烟雾传感探头131、温度传感探头132、门磁传感探头133和撞击传感探头134分别与所述传感控制板11连接。
63.所述烟雾传感探头131能够监测所述机箱5内烟雾数据并将所述数据发送至所述传感控制板11；所述温度传感探头132用于监测所述机箱5内温度数据并将所述数据发送至所述传感控制板11；所述门磁传感探头133可以监测所述机箱5的开启数据并将所述数据发送至所述传感控制板11；所述撞击传感探头134用于监测所述机箱5的振动数据并将所述数据发送至所述传感控制板11。
64.通过所述烟雾传感探头131、温度传感探头132采集的数据，所述传感控制板11可对所述机箱5的内部环境进行判断，在出现温度过高或起火时及时发出警报。通过所述门磁传感探头133采集的数据，所述传感控制板11可对所述机箱5的箱门开关数据进行监测，以判断所述机箱5是否存在无许可开启。通过所述撞击传感探头134采集的数据，所述传感控制板11可以获取所述机箱5的振动数据，因所述机箱5设置在铁路道口附近，在使用过程中，可能存在被车辆撞击的风险，所述传感控制板11内预设了机箱振动阈值范围，当所述撞击传感探头134采集的振动数据超出了所述机箱振动阈值范围，所述传感控制板11会上传机箱振动信息至所述主控制板21中，以通知人员进行处理。
65.在本技术的部分实施例中，所述设备监测组件13还可以包括湿度传感探头，所述湿度传感探头能够探知所述机箱5内的湿度状况，根据湿度可以判断所述机箱5内环境是否适合设置在其内部的组件正常运行，避免因湿度过高造成短路等问题的发生。
66.如图1所示，所述图像采集器3包括第一摄像头31和第二摄像头32，其中所述第一摄像头31的镜头方向为道口铁路一侧马路的延伸方向；所述第二摄像头32的镜头方向为道口铁路另一侧马路的延伸方向；所述第一摄像头31和所述第二摄像头32分别与所述主控制板21连接，所述第一摄像头31和所述第二摄像头32用于获取道口的实时影像数据并发送至所述主控制板21。所述主控制板21在接收所述第一摄像头31和所述第二摄像头32采集的实时影像数据后，通过基于深度学习的目标检测算法对所述实时影像数据中的目标特征点进行提取，进而通过所述目标特征点对经过道口的目标进行分类并与所述目标信息结合统计道口的实时人车流量数据。
67.所述第一摄像头31和所述第二摄像头32的镜头朝向分别为道口中铁路两侧马路的方向，可以采集经过道口的所有目标的实时影像数据。在所述环境监测组件12采集到道口的所述目标信息后，由于所述接近传感探头121精度问题，并不能很好地辨认经过道口的目标种类，而通过所述实时影像数据进行图像识别，可将经过道口的目标进行分类，判断其是行人还是车辆。
68.在本技术的部分实施例中，所述基于深度学习的目标检测算法可采用yolov5算法，yolov5算法包括输入端、主干网络、采样网络和头部输出层，所述主控制板21将所述图像采集器3采集到的实时影响数据逐帧分解，所述主控制板21通过输入端算法能够对经过逐帧分解的实时影响数据中一定时间段内的每帧图像进以随机剪裁、随机缩放、随机排布的形式进行拼接，而后对拼接后的图像进行描框及缩放操作使其转化为608*608*3的图像。所述主干网络包括focus结构和csp结构，所述主控制板21运行focus结构将608*608*3的图像，以间隔采样的方式进行切片，从而获取304*304*12的图像，将切片后的图像进行卷积最终获取304*304*32的特征图；随后运行csp结构提取出19*19的特征图。值得说明的是，所述608*608*3的图像为三张长宽均被均分为608份的图像；所述304*304*12的图像为十二张长宽均被均分为304份的图像；所述304*304*32的特征图为三十二张长宽均被均分为304份的图像；所述19*19的特征图为长宽均为19份的图像；同时上述所有图像中每份长度均相等，每份宽度也相等。
69.所述采样网络中采用fpn+pan结构的形式构建，所述fpn结构能够对所述特征图进行自上而下的上抽样，将语义更强的特征信息定位在图像中；所述pan结构能够实现对所述特征图自下而上的下抽样，将带有强定位信息的特征信息表示在图像中。所述主控制板21使用所述采样网络对特征图进行筛选，从而从头部输出层输出标注目标种类的图像以达到对经过道口的目标进行识别和分类的效果。
70.在部分实施例中，所述主干网络中还可包括卷积注意力结构，通过多层感知器获取最大池化及均值池化输入的图像，进而获取所述输入图像的空间注意力特征和通道注意力特征，从而实现对特征图的精细处理。其中，所述通道注意力特征mc(f)的计算公式为：
71.mc(f)＝σ(mlp(avgpool(f))+mlp(maxpool(f)))
72.式中，所述mlp(avgpool(f))为经多层感知器获取的均值池化特征，所述mlp(maxpool(f))为经多层感知器获取的最大池化特征，所述σ为激活函数。
73.所述空间注意力特征ms(f)的计算公式为：
[0074][0075]
式中，所述f7×7表示进行7
×
7卷积运算，所述和分别为通道上的全局均值池化特征和最大池化特征。
[0076]
在部分实施例中，所述采样网络中的fpn结构还可应用加权特征融合的手段，提高识别精度，通过引入可学习的权重，对所述特征图中的不同特征进行区分及记录，通过不同特征的出现频次划分特征重要性，从而实现对特征图中目标更精确的提取。
[0077]
在本技术的部分实施例中，所述经过道口的目标的类别会影响所述主控制板21生成报警指令，因为相比于行人而言，车辆速度更快且有一定噪音，当所述目标信息经过分类后出现车辆时，所述主控制板21会使所述光报警器221的闪烁频率更快，以达到提醒的目的。
[0078]
在部分实施例中，如图1～图3所示，所述主控制器2还可包括通信天线24和远端主机25，所述通信天线24与所述主控制板21连接，所述通信天线24能够将所述主控制板21获取的信息通过所述通信天线24发送至所述远端主机25。
[0079]
通过所述通信天线24，所述主控制板21能够将所述目标信息、所述实时影像数据和所述非正常运行状态信息发送至所述远端主机25。所述远端主机25是拥有储存及分析能力的电子设备，可为服务器、计算机等具有运算及存储功能的电子设备，具体种类本技术不做限制。所述通信天线24可为4g或5g的天线，也可为局域网内的无线网桥，所述通信天线24通过网络获取时间信息，辅助所述定位天线23进行时间标定。
[0080]
由以上技术方案可知，本技术提供了一种铁路道口安全防护机器人，包括传感监测器1、主控制器2、图像采集器3和供电电路4。所述主控制器2能够通过所述传感监测器1获取经过道口的目标信息以及所述机器人的运行状态信息，以及通过所述图像采集器3采集道口的实时影像数据。所述主控制器2根据所述目标信息和所述实时影像数据统计获取道口的实时人车流量数据，并根据所述人车流量数据生成报警指令，进而发出报警信号，提醒经过道口的人员及车辆注意安全，防止冲突。
[0081]
本技术提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本技术总的构思下的几个示例，并不构成本技术保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本技术方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本技术的保护范围。

技术特征：
1.一种铁路道口安全防护机器人，其特征在于，包括：传感监测器(1)、主控制器(2)、图像采集器(3)和供电电路(4)，其中：所述传感监测器(1)包括传感控制板(11)和环境监测组件(12)，所述环境监测组件(12)与所述传感控制板(11)连接；所述主控制器(2)包括主控制板(21)、报警组件(22)和定位天线(23)，所述主控制板(21)分别与所述传感控制板(11)、所述报警组件(22)和所述图像采集器(3)连接；所述主控制板(21)与所述定位天线(23)连接；所述供电电路(4)与所述传感控制板(11)和所述主控制板(21)连接。2.根据权利要求1所述的铁路道口安全防护机器人，其特征在于，所述环境监测组件(12)包括接近传感探头(121)和振动传感探头(122)，其中：所述振动传感探头(122)设置在被监测道口的铁轨轨腰处；所述接近传感探头(121)和所述振动传感探头(122)分别与所述传感控制板(11)连接。3.根据权利要求1所述的铁路道口安全防护机器人，其特征在于，所述报警组件(22)包括光报警器(221)和声报警器(222)，所述光报警器(221)和所述声报警器(222)分别与所述主控制板(21)连接。4.根据权利要求1所述的铁路道口安全防护机器人，其特征在于，所述供电电路(4)包括风力发电机(41)、光伏发电板(42)和发电控制器(43)中的一种或多种的组合，所述发电控制器(43)分别与所述风力发电机(41)和所述光伏发电板(42)连接。5.根据权利要求4所述的铁路道口安全防护机器人，其特征在于，所述供电电路(4)还包括蓄电池组(44)和隔离组件(45)，其中：所述蓄电池组(44)的输入端与所述发电控制器(43)的输出端连接；所述隔离组件(45)的输入端与所述蓄电池组(44)的输出端连接，所述隔离组件(45)的输出端分别与所述传感控制板(11)和主控制板(21)连接。6.根据权利要求5所述的铁路道口安全防护机器人，其特征在于，所述机器人还包括机箱(5)，所述机箱(5)是长方体箱型结构，所述机箱(5)包括箱门，所述发电控制器(43)、蓄电池组(44)、隔离组件(45)、传感控制板(11)和主控制板(21)均设置在所述机箱(5)内。7.根据权利要求6所述的铁路道口安全防护机器人，其特征在于，所述传感监测器(1)还包括设备监测组件(13)，所述设备监测组件(13)设置在机箱(5)内，所述设备监测组件(13)与所述传感控制板(11)连接。8.根据权利要求7所述的铁路道口安全防护机器人，其特征在于，所述设备监测组件(13)包括烟雾传感探头(131)、温度传感探头(132)、门磁传感探头(133)和撞击传感探头(134)，其中：所述烟雾传感探头(131)和所述温度传感探头(132)设置在所述机箱(5)内的顶部；所述门磁传感探头(133)和所述撞击传感探头(134)设置在所述机箱(5)的箱门处；所述烟雾传感探头(131)、温度传感探头(132)、门磁传感探头(133)和撞击传感探头(134)分别与所述传感控制板(11)连接。9.根据权利要求1所述的铁路道口安全防护机器人，其特征在于，所述图像采集器(3)包括第一摄像头(31)和第二摄像头(32)，其中：所述第一摄像头(31)的镜头方向为道口铁路一侧马路的延伸方向；所述第二摄像头
(32)的镜头方向为道口铁路另一侧马路的延伸方向；所述第一摄像头(31)和所述第二摄像头(32)分别与所述主控制板(21)连接。10.根据权利要求1所述的铁路道口安全防护机器人，其特征在于，所述主控制器(2)还包括通信天线(24)和远端主机(25)，所述通信天线(24)与所述主控制板(21)连接，所述主控制板(21)通过所述通信天线(24)与所述远端主机(25)无线通信。

技术总结
本申请公开了一种铁路道口安全防护机器人，包括传感监测器、主控制器、图像采集器和供电电路。主控制器能够通过传感监测器获取经过道口的目标信息以及机器人的运行状态信息，以及通过图像采集器采集道口的实时影像数据。供电电路为传感检测器和主控制器进行供电。主控制器根据目标信息和实时影像数据统计获取道口的实时人车流量数据，并根据人车流量数据生成报警指令，进而发出报警信号，提醒经过道口的人员及车辆注意安全，防止冲突。通过设置所述铁路道口安全防护机器人，实现了铁路道口的自动化安全防护，避免浪费防护人员的时间，降低了管理成本。低了管理成本。低了管理成本。


技术研发人员：楼向东 王兴文 周恒 秦兴民 杨兴 姜宪宪 孙继康 侯永斌 孟祥忠 祝石林
受保护的技术使用者：兖矿能源集团股份有限公司
技术研发日：2022.10.10
技术公布日：2023/1/13