融合2D激光雷达与视觉的铁路异物侵限检测算法研究
发布时间：2020-12-15 09:50
近年来我国铁路跨越式的发展对列车安全行驶保障系统提出了新的挑战。目前铁路异物侵限检测系统主要包括接触式和非接触式两类方法,包括双电网、光纤传感、计算机视觉等方法。其中计算机视觉方法具有视场大,易于安装等特点,但是由于图像质量易受光照和环境影响,因而系统鲁棒性较差,可靠性较低。激光雷达抗干扰能力强,不依赖外部的光照环境且反应时间短,能够弥补摄像机的不足,但是二维激光雷达扫描障碍物得到的数据信息单一,不如视觉检测的目标特征信息丰富。因此,本文提出一种融合二维激光雷达和视觉检测的异物(主要是行人与落石)侵限检测系统。由于视觉检测算法已相对成熟,本文重点完成了基于二维激光雷达的目标检测、跟踪、及与视觉检测结果的融合。具体研究内容如下:(1)深入分析二维激光雷达原理及其特点,实现激光雷达数据可视化。基于二维激光雷达数据特点,即监控环境背景点成直线显示,本文利用Hough变换检测并提取背景,以便在之后每一帧数据中去除背景。(2)采用凝聚层次聚类(Agglomerative Hierarchical Clustering,AHC)算法对前景点聚类,检测障碍物目标。由于激光雷达数据具有离散性,且前景点...
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１系统结构图??
Ｍ??鑫＿??图２－２现场摄像机安装位置?图２－３现场二维激光雷达安装位置??２．１．２激光雷达??木文使用的是天河电子ＧＬ－１０２５二维激光雷达，如图２－４所示。该激光雷达??采川测距、测角激光雷达技术，精确测量目标位置、形态、及运动状态。工作原??理是播于激光脉冲飞行时间法，以激光为光源，探测发送激光线与被探测物体表??面反射［ｙ丨来的激光线的时间与距离。其中返回的时间间隔越长说明所探测的距离??越远，即激光源发出激光线与接受返回的激光信号的时间间隔和测量距离成正比。??激光雷达内嵌电机，电机逆时针匀速转动的同时不断的发送激光线，每１００ｍｓ返??回一次数据，发送到计算机终端。本文将这样一次数据作为一帧数据。??■Ｈｒ??１１＾５：１??ｉ?‘??阁２－４?（；Ｌ－１０２５激光雷达??ＧＬ－Ｉ０２５激光雷达的内部技术复杂，其基本参数如下表，我们主要关注的是??以下两个技术参数：??（１）检测范围：主耍包拈二维激光雷达扫描角度范围和其扫描的最远距离即??量程。该指标反映丫激光雷达的鉍大检测范围
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激光雷达的无人驾驶汽车动态障碍物检测、跟踪与识别方法[J]. 黄如林,梁华为,陈佳佳,赵盼,杜明博. 机器人. 2016(04)
[2]多传感器数据融合系统的软件实现[J]. 李长峰. 无线互联科技. 2016(12)
[3]基于均值聚类分析和多层核心集凝聚算法相融合的网络入侵检测[J]. 石云,陈钟,孙兵. 计算机应用研究. 2016(02)
[4]铁路异物侵限监控技术分析[J]. 严之伟. 通讯世界. 2015(02)
[5]采用透视变换提高车辆识别准确率的方法研究[J]. 张星龙,冯全. 电子设计工程. 2015(01)
[6]粒子滤波算法[J]. 王法胜,鲁明羽,赵清杰,袁泽剑. 计算机学报. 2014(08)
[7]基于背景和帧间差分法的运动目标提取[J]. 熊英. 计算机时代. 2014(03)
[8]信息融合理论的基本方法与进展(Ⅱ)[J]. 潘泉,王增福,梁彦,杨峰,刘准钆. 控制理论与应用. 2012(10)
[9]日本铁路防灾系统对我国铁路的启示[J]. 刘俊. 铁道运输与经济. 2011(06)
[10]基于卡尔曼滤波器的运动目标跟踪算法[J]. 王建东,王亚飞,张晶. 数字通信. 2009(06)
博士论文
[1]雷达目标融合识别研究[D]. 付耀文.中国人民解放军国防科学技术大学 2003
硕士论文
[1]京沪高速铁路跨越或并行既有铁路施工异物侵限报警技术研究[D]. 王洋.北京交通大学 2010
[2]基于多传感器融合的移动机器人障碍物检测研究[D]. 彭梦.中南大学 2007
本文编号：2918077
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１系统结构图??
Ｍ??鑫＿??图２－２现场摄像机安装位置?图２－３现场二维激光雷达安装位置??２．１．２激光雷达??木文使用的是天河电子ＧＬ－１０２５二维激光雷达，如图２－４所示。该激光雷达??采川测距、测角激光雷达技术，精确测量目标位置、形态、及运动状态。工作原??理是播于激光脉冲飞行时间法，以激光为光源，探测发送激光线与被探测物体表??面反射［ｙ丨来的激光线的时间与距离。其中返回的时间间隔越长说明所探测的距离??越远，即激光源发出激光线与接受返回的激光信号的时间间隔和测量距离成正比。??激光雷达内嵌电机，电机逆时针匀速转动的同时不断的发送激光线，每１００ｍｓ返??回一次数据，发送到计算机终端。本文将这样一次数据作为一帧数据。??■Ｈｒ??１１＾５：１??ｉ?‘??阁２－４?（；Ｌ－１０２５激光雷达??ＧＬ－Ｉ０２５激光雷达的内部技术复杂，其基本参数如下表，我们主要关注的是??以下两个技术参数：??（１）检测范围：主耍包拈二维激光雷达扫描角度范围和其扫描的最远距离即??量程。该指标反映丫激光雷达的鉍大检测范围
氯诤希玻募す饫状镉胧泳醯奶?芬煳锴窒藜觳庀低常崳?Ｍ??鑫＿??图２－２现场摄像机安装位置?图２－３现场二维激光雷达安装位置??２．１．２激光雷达??木文使用的是天河电子ＧＬ－１０２５二维激光雷达，如图２－４所示。该激光雷达??采川测距、测角激光雷达技术，精确测量目标位置、形态、及运动状态。工作原??理是播于激光脉冲飞行时间法，以激光为光源，探测发送激光线与被探测物体表??面反射［ｙ丨来的激光线的时间与距离。其中返回的时间间隔越长说明所探测的距离??越远，即激光源发出激光线与接受返回的激光信号的时间间隔和测量距离成正比。??激光雷达内嵌电机，电机逆时针匀速转动的同时不断的发送激光线，每１００ｍｓ返??回一次数据，发送到计算机终端。本文将这样一次数据作为一帧数据。??■Ｈｒ??１１＾５：１??ｉ?‘??阁２－４?（；Ｌ－１０２５激光雷达??ＧＬ－Ｉ０２５激光雷达的内部技术复杂，其基本参数如下表，我们主要关注的是??以下两个技术参数：??（１）检测范围：主耍包拈二维激光雷达扫描角度范围和其扫描的最远距离即??量程。该指标反映丫激光雷达的鉍大检测范围
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于激光雷达的无人驾驶汽车动态障碍物检测、跟踪与识别方法[J]. 黄如林,梁华为,陈佳佳,赵盼,杜明博. 机器人. 2016(04)
[2]多传感器数据融合系统的软件实现[J]. 李长峰. 无线互联科技. 2016(12)
[3]基于均值聚类分析和多层核心集凝聚算法相融合的网络入侵检测[J]. 石云,陈钟,孙兵. 计算机应用研究. 2016(02)
[4]铁路异物侵限监控技术分析[J]. 严之伟. 通讯世界. 2015(02)
[5]采用透视变换提高车辆识别准确率的方法研究[J]. 张星龙,冯全. 电子设计工程. 2015(01)
[6]粒子滤波算法[J]. 王法胜,鲁明羽,赵清杰,袁泽剑. 计算机学报. 2014(08)
[7]基于背景和帧间差分法的运动目标提取[J]. 熊英. 计算机时代. 2014(03)
[8]信息融合理论的基本方法与进展(Ⅱ)[J]. 潘泉,王增福,梁彦,杨峰,刘准钆. 控制理论与应用. 2012(10)
[9]日本铁路防灾系统对我国铁路的启示[J]. 刘俊. 铁道运输与经济. 2011(06)
[10]基于卡尔曼滤波器的运动目标跟踪算法[J]. 王建东,王亚飞,张晶. 数字通信. 2009(06)
博士论文
[1]雷达目标融合识别研究[D]. 付耀文.中国人民解放军国防科学技术大学 2003
硕士论文
[1]京沪高速铁路跨越或并行既有铁路施工异物侵限报警技术研究[D]. 王洋.北京交通大学 2010
[2]基于多传感器融合的移动机器人障碍物检测研究[D]. 彭梦.中南大学 2007
本文编号：2918077
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