一种铁路大型养路机械360°主动识别避障预警系统的制作方法

本技术提供了一种铁路大型养路机械360°主动识别避障预警系统，属于车辆避障。

背景技术：

1、在铁路维护领域，大型养路机械（如qs-650全断面道砟清筛机）用于承担轨道几何形态矫正、道床清筛、病害整治等关键任务，其作业效率与安全性直接决定铁路线路稳定性与运输安全。据现场作业数据统计，传统养路机械依赖人工观察规避障碍，受复杂环境（如光照变化、物体遮挡、机械振动）影响，易出现视觉盲区，导致人员误入、设备碰撞等安全事故频发。铁路养路作业中的障碍物识别不及时问题不仅造成了设备损坏，还存在人员伤亡风险。

2、同时，随着铁路网络向山区、复杂地形延伸，大型养路机械作业环境愈发恶劣。以qs-650清筛机为例，其作业场景需满足最小作业曲线半径250m、最大线路坡度30%、环境温度-10℃~+50℃等工况，传统避障方式以及目前小型车辆上使用的避障方式已难以应对，亟需一套具备主动识别能力的预警系统。

技术实现思路

1、本实用新型为了克服现有大型养路机械在山区以及复杂地形下避障能力差的问题，提出了一种铁路大型养路机械360°主动识别避障预警系统，目的是通过在大型养路机械上部署相应的硬件设备并运用成熟的算法，实现大型养路机械的主动避障。

2、本实用新型采用的技术方案为：一种铁路大型养路机械360°主动识别避障预警系统，包括感知模块、数据处理模块、预警执行模块和电源模块，电源模块用于给感知模块、数据处理模块、预警执行模块供电；

3、感知模块包括布设在大型养路机械机身不同位置处的多个ai摄像头、激光雷达、超声波雷达和毫米波雷达，形成对大型养路机械周身的360°全景覆盖和长中短三层障碍物探测范围；

4、数据处理模块包括数据采集盒和嵌入式车载计算机，数据采集盒与感知模块电连接，用于将感知模块采集的多源数据进行清洗，嵌入式车载计算机中集成有opencv 3.0技术的核心算法模块，用于实现图像拼接、障碍物识别和碰撞风险等级输出；

5、预警执行模块与数据处理模块电连接，用于根据碰撞风险等级与大型养路机械进行联动控制。

6、进一步地，感知模块包括布置在大型养路机械的车头、车尾、车身形成对大型养路机械周身360°全景覆盖的多路ai摄像头。

7、进一步地，激光雷达设置有四台，分别设置在大型养路机械的车头ai摄像头的两侧和车尾两角，探测距离为8-20m。

8、进一步地，毫米波雷达设置有四台，分别设置在大型养路机械车头保险杠和车尾保险杠两侧，探测距离为3-8m。

9、进一步地，超声波雷达均匀布设于大型养路机械车身中部侧围，探测距离为0.2-3m。

10、进一步地，ai摄像头与激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达均配备ip67级防尘防水外壳，安装是在设备底部加装橡胶减震支架，且ai摄像头的镜头涂覆防雾涂层。

11、进一步地，预警执行模块包括显控屏和声光报警器，显控屏内集成opencv 3.0图像增强算法。

12、进一步地，声光报警器用于根据数据处理模块输出的三级风险等级，执行三种不同的报警信号。

13、本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型通过在嵌入式车载计算机上集成成熟的opencv 3.0核心技术，能够实现对多源数据的同步处理和图像拼接及障碍物检测，同时本实用新型感知模块的多传感器的安装布置方式是按车体尺寸定制的，通过抬高结构提升远距离探测视野，通过多传感器间距优化消除了盲区，且防护设计适配恶劣工况。系统实现了360°全景高清监控、多维度信息精准感知、智能快速预警与联动控制、数据存储与查询，显著提升了复杂作业环境下的障碍物识别精度、响应速度和环境适应性，实用性大幅提升。

1.一种铁路大型养路机械360°主动识别避障预警系统，其特征在于：包括感知模块、数据处理模块、预警执行模块和电源模块，电源模块用于给感知模块、数据处理模块、预警执行模块供电；

2.根据权利要求1所述的一种铁路大型养路机械360°主动识别避障预警系统，其特征在于：感知模块包括布置在大型养路机械的车头、车尾、车身形成对大型养路机械周身360°全景覆盖的多路ai摄像头。

3.根据权利要求2所述的一种铁路大型养路机械360°主动识别避障预警系统，其特征在于：激光雷达设置有四台，分别设置在大型养路机械的车头ai摄像头的两侧和车尾两角，探测距离为8-20m。

4.根据权利要求2所述的一种铁路大型养路机械360°主动识别避障预警系统，其特征在于：毫米波雷达设置有四台，分别设置在大型养路机械车头保险杠和车尾保险杠两侧，探测距离为3-8m。

5.根据权利要求2所述的一种铁路大型养路机械360°主动识别避障预警系统，其特征在于：超声波雷达均匀布设于大型养路机械车身中部侧围，探测距离为0.2-3m。

6.根据权利要求2-5任一项所述的一种铁路大型养路机械360°主动识别避障预警系统，其特征在于：ai摄像头与激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达均配备ip67级防尘防水外壳，安装是在设备底部加装橡胶减震支架，且ai摄像头的镜头涂覆防雾涂层。

7. 根据权利要求1所述的一种铁路大型养路机械360°主动识别避障预警系统，其特征在于：预警执行模块包括显控屏和声光报警器，显控屏内集成opencv 3.0图像增强算法。

8.根据权利要求7所述的一种铁路大型养路机械360°主动识别避障预警系统，其特征在于：声光报警器用于根据数据处理模块输出的三级风险等级，执行三种不同的报警信号。