基于多传感器的智能电机车环境感知系统研究
发布时间：2022-01-07 11:31
由于地铁隧道施工过程中运输电机车安全事故时有发生,人们对电机车行驶安全的关注进一步提高,针对电机车的环境感知系统已成为当今研究热点。碰撞与脱轨是电机车最常见的安全事故,但还缺乏有效的检测手段,因此,本文设计了一种基于多传感器的智能电机车环境感知系统,重点研究障碍物与脱轨检测技术。本文主要研究内容和研究结论如下:首先,根据电机车工作特性,完成环境感知系统整体设计。分析各类型传感器的工作原理与性能特点,确定传感器类型;结合电机车环境感知需求对传感器进行型号选择与参数配置;依据障碍物检测与脱轨检测两大功能模块,设计环境感知系统的整体架构与通讯网络分布。其次,基于图像处理技术与激光雷达工作特点确定轨道前方障碍物检测方法。通过图像处理技术提取摄像机图片中的轨道轮廓,判断轨道类型;根据车身尺寸与激光雷达安装位置,确定检测限定条件去除干扰点,实现平直轨道上的障碍物检测;针对激光雷达在弯曲轨道上容易产生误检的问题,标定摄像机内参建立传感器坐标系的空间转换模型,将同一时刻的点云投影到图像平面,根据投影点与轨道边界位置排除轨道外目标点的干扰,降低了弯曲轨道上的误检率。再次,基于D-S证据理论提出一种脱轨检...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
环境感知传感器分类
合肥工业大学硕士学位论文10图2.2十六线激光雷达Fig2.2Sixteen-lineLidar表2.1十六线激光雷达相关参数Tab2.1Sixteen-lineLidarrelatedparameters类别指标激光波段905nm激光通道16路水平扫描角度360°垂直扫描角度±15°有效测量范围80m距离精度2°垂直角度分辨率1.33°水平角度分辨率5Hz0.09°10Hz0.18°20Hz0.36°机械尺寸Ф102mm×78mm激光雷达使用用户数据报协议（UDP，UserDatagramProtocol）传输数据。一个完整的UDP数据包的数据格式结构包括帧头、子症帧尾。每个数据包共1248个字节：其中包含42个字节的UDP帧头、1200个字节的子帧数据块区间（共12个数据块），以及4个字节的时间戳和2个字节的雷达型号构成帧尾，如图2.3所示。子帧中每个数据块的100个字节包括16条扫描线的信息，分别为2个字节的标志位，2个字节的水平角度信息，每个角度信息对应着32条扫描线数
第二章 智能电机车环境感知系统设计 据，包含 2 组完整的 16 通道信息。每一个通道信息有 3 个字节的数据，分别是 2个字节的距离信息以及 1 个字节的强度信息，十六线激光雷达数据块信息如表2.2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RBF神经网络的相对导航信息融合方法[J]. 孙瑶洁,熊智,李文龙,崔雨晨,段胜青. 航空计算技术. 2019(06)
[2]基于模糊理论与D-S证据理论的FMEA方法[J]. 韦可佳,耿俊豹,徐孙庆. 系统工程与电子技术. 2019(11)
[3]我国城市地铁建设现状与发展战略分析[J]. 任杰. 企业科技与发展. 2019(01)
[4]多传感器信息融合技术综述[J]. 崔硕,姜洪亮,戎辉,王文扬. 汽车电器. 2018(09)
[5]基于双曲线模型的车道线检测算法[J]. 屈贤,余烽,赵悦. 湖北汽车工业学院学报. 2018(01)
[6]浅谈轨道交通列车前视障碍物智能检测系统发展状况[J]. 石晶,蔡洋涛,吴启勇,魏义. 科技展望. 2017(15)
[7]GJ-6型轨道检测系统的研制与验证[J]. 刘伶萍,魏世斌,赵延峰,李颖. 铁路技术创新. 2015(02)
[8]曲线上货物列车超速引起的脱轨过程分析[J]. 龚凯,向俊,余翠英,毛建红. 东南大学学报(自然科学版). 2015(01)
[9]基于矩形的摄像机自标定几何方法[J]. 徐嵩,孙秀霞,刘希,蔡鸣. 光学学报. 2014(11)
[10]利用转向架振动加速度监视车辆故障的方法研究[J]. 城取岳夫,王光明. 国外铁道车辆. 2014(05)
硕士论文
[1]基于多传感器信息融合的车辆检测与定位技术研究[D]. 凌翼飞.湖南大学 2019
[2]基于轮轨相对位移的列车脱轨监测算法研究[D]. 艾永军.西南交通大学 2019
[3]基于卷积神经网络的智能车前方车辆检测系统研究[D]. 曹聪聪.合肥工业大学 2019
[4]基于D-S理论的冲突证据融合算法[D]. 李嘉仪.黑龙江大学 2019
[5]基于机器视觉的车道线检测及跟踪方法研究[D]. 潘磊成.哈尔滨工程大学 2018
[6]基于汽车雷达和摄像头信息融合的目标检测方法研究[D]. 向滨宏.重庆大学 2017
[7]基于机器视觉和混杂系统理论的车道偏离辅助控制研究[D]. 蒋玉亭.合肥工业大学 2017
[8]城轨列车非接触式障碍物检测系统的研究[D]. 曲越.北京交通大学 2017
[9]基于Qt的机车轮轨相对位移的图像检测系统设计[D]. 钟莎.石家庄铁道大学 2016
[10]时速250公里动车组车内噪声特性研究及机理分析[D]. 李志辉.西南交通大学 2016
本文编号：3574462
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
环境感知传感器分类
合肥工业大学硕士学位论文10图2.2十六线激光雷达Fig2.2Sixteen-lineLidar表2.1十六线激光雷达相关参数Tab2.1Sixteen-lineLidarrelatedparameters类别指标激光波段905nm激光通道16路水平扫描角度360°垂直扫描角度±15°有效测量范围80m距离精度2°垂直角度分辨率1.33°水平角度分辨率5Hz0.09°10Hz0.18°20Hz0.36°机械尺寸Ф102mm×78mm激光雷达使用用户数据报协议（UDP，UserDatagramProtocol）传输数据。一个完整的UDP数据包的数据格式结构包括帧头、子症帧尾。每个数据包共1248个字节：其中包含42个字节的UDP帧头、1200个字节的子帧数据块区间（共12个数据块），以及4个字节的时间戳和2个字节的雷达型号构成帧尾，如图2.3所示。子帧中每个数据块的100个字节包括16条扫描线的信息，分别为2个字节的标志位，2个字节的水平角度信息，每个角度信息对应着32条扫描线数
第二章 智能电机车环境感知系统设计 据，包含 2 组完整的 16 通道信息。每一个通道信息有 3 个字节的数据，分别是 2个字节的距离信息以及 1 个字节的强度信息，十六线激光雷达数据块信息如表2.2 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RBF神经网络的相对导航信息融合方法[J]. 孙瑶洁,熊智,李文龙,崔雨晨,段胜青. 航空计算技术. 2019(06)
[2]基于模糊理论与D-S证据理论的FMEA方法[J]. 韦可佳,耿俊豹,徐孙庆. 系统工程与电子技术. 2019(11)
[3]我国城市地铁建设现状与发展战略分析[J]. 任杰. 企业科技与发展. 2019(01)
[4]多传感器信息融合技术综述[J]. 崔硕,姜洪亮,戎辉,王文扬. 汽车电器. 2018(09)
[5]基于双曲线模型的车道线检测算法[J]. 屈贤,余烽,赵悦. 湖北汽车工业学院学报. 2018(01)
[6]浅谈轨道交通列车前视障碍物智能检测系统发展状况[J]. 石晶,蔡洋涛,吴启勇,魏义. 科技展望. 2017(15)
[7]GJ-6型轨道检测系统的研制与验证[J]. 刘伶萍,魏世斌,赵延峰,李颖. 铁路技术创新. 2015(02)
[8]曲线上货物列车超速引起的脱轨过程分析[J]. 龚凯,向俊,余翠英,毛建红. 东南大学学报(自然科学版). 2015(01)
[9]基于矩形的摄像机自标定几何方法[J]. 徐嵩,孙秀霞,刘希,蔡鸣. 光学学报. 2014(11)
[10]利用转向架振动加速度监视车辆故障的方法研究[J]. 城取岳夫,王光明. 国外铁道车辆. 2014(05)
硕士论文
[1]基于多传感器信息融合的车辆检测与定位技术研究[D]. 凌翼飞.湖南大学 2019
[2]基于轮轨相对位移的列车脱轨监测算法研究[D]. 艾永军.西南交通大学 2019
[3]基于卷积神经网络的智能车前方车辆检测系统研究[D]. 曹聪聪.合肥工业大学 2019
[4]基于D-S理论的冲突证据融合算法[D]. 李嘉仪.黑龙江大学 2019
[5]基于机器视觉的车道线检测及跟踪方法研究[D]. 潘磊成.哈尔滨工程大学 2018
[6]基于汽车雷达和摄像头信息融合的目标检测方法研究[D]. 向滨宏.重庆大学 2017
[7]基于机器视觉和混杂系统理论的车道偏离辅助控制研究[D]. 蒋玉亭.合肥工业大学 2017
[8]城轨列车非接触式障碍物检测系统的研究[D]. 曲越.北京交通大学 2017
[9]基于Qt的机车轮轨相对位移的图像检测系统设计[D]. 钟莎.石家庄铁道大学 2016
[10]时速250公里动车组车内噪声特性研究及机理分析[D]. 李志辉.西南交通大学 2016
本文编号：3574462
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