本發(fā)明涉及城市軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種列車與其行駛方向上障礙物間距離的檢測方法。

背景技術(shù)：

城市軌道交通中的列車的運行，承載了大中城市公共交通中的運行主力，成為了城市的可持續(xù)發(fā)展因素中不可或缺的一項；同時，保證列車的運行安全也是保證市民出行安全及在高峰時段避免擁堵的有效手段；在列車行駛方向上的障礙物或其他列車等，是影響列車運行安全的影響因素之一，而尤其是在列車轉(zhuǎn)彎或運行至坡道時，列車駕駛員無法及時發(fā)現(xiàn)前方障礙物或?qū)εc障礙物間的距離不確定，而無法及時做出準(zhǔn)確的應(yīng)急操作，進而影響了列車的運行安全。

目前，列車本身并沒有一種有效的手段對前方障礙物或車輛距離進行檢測，現(xiàn)有的移動閉塞方案中列車根據(jù)行車許可進行駕駛，假如前方車輛為非通信車，則列車只能以固定閉塞的方式進行駕駛，無法及時確定與前方障礙物或車輛間距離，影響了列車運行的安全及列車的運行效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種列車與其行駛方向上障礙物間距離的檢測方法，包括：

步驟1.在城市軌道交通中的目標(biāo)列車的兩端車頭端面分別安裝兩組激光測速儀，其中，所述車頭端面為列車駕駛室中垂直于列車行駛方向的駕駛玻璃所在的端面；

步驟2.分別設(shè)置各組所述激光測距儀的激光檢測角度，使得兩組激光測速儀均用于檢測目標(biāo)列車在直線運行時與列車行駛方向上的障礙物之間的距離，且其中一組還用于檢測目標(biāo)列車在轉(zhuǎn)彎時與列車行駛方向上的障礙物之間的距離，另一組還用于檢測目標(biāo)列車在運行至坡道時與列車行駛方向上的障礙物之間的距離；

步驟3.在目標(biāo)列車在直線線路上運行、行駛至轉(zhuǎn)彎處或運行至坡道時，分別根據(jù)對應(yīng)的所述激光測距儀判斷所述目標(biāo)列車的行駛方向上是否存在障礙物，若存在障礙物，則進入步驟4；

步驟4.根據(jù)所述激光測距儀與列車行駛方向上的障礙物之間的距離，確定所述列車與所述障礙物之間距離。

進一步的，所述步驟1包括：

以車頭端面的中心點為十字坐標(biāo)中心，在位于橫坐標(biāo)方向上的車頭兩側(cè)分別設(shè)置左激光測距儀a及右激光測距儀b，并在位于縱坐標(biāo)方向上的車頭端面的上端和下端分別設(shè)置上激光測距儀c及下激光測距儀d。

進一步的，所述步驟2包括：

將所述左激光測距儀a及右激光測距儀b的激光檢測角度均設(shè)置為θ，并將所述左激光測距儀a及右激光測距儀b的激光發(fā)射方向設(shè)為朝向所述激光在所述目標(biāo)列車的行駛方向且所述激光在所述目標(biāo)列車的行駛方向上交匯，其中，θ為列車的行駛線路上的最大彎道的角度；

以及將所述上激光測距儀c及下激光測距儀d的激光檢測角度均設(shè)置為β，并將所述上激光測距儀c及下激光測距儀d的激光發(fā)射方向設(shè)為朝向所述激光在所述目標(biāo)列車的行駛方向且所述激光在所述目標(biāo)列車的行駛方向上交匯，其中，β為列車的行駛線路上的坡道的最大角度。

進一步的，所述步驟3包括：

步驟3-1.判斷所述目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)；若所述目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為轉(zhuǎn)彎，則進入步驟3-2；

若所述目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為運行至坡道，則進入步驟3-3；

若所述目標(biāo)列車運行在直線線路上，則進入步驟3-4；步驟3-2.根據(jù)轉(zhuǎn)彎方向在左激光測距儀a和右激光測距儀b中選取主測距儀及輔助測距儀，并判定列車行駛方向上是否存在障礙物，若存在，則進入步驟4；

步驟3-3.根據(jù)坡道的角度在將所述上激光測距儀c和下激光測距儀d中選取主測距儀及輔助測距儀，并判定列車行駛方向上是否存在障礙物，若存在，則進入步驟4；

步驟3-4.根據(jù)任意一組激光測距儀，判定列車行駛方向上是否存在障礙物，若存在，則進入步驟4。

進一步的，若所述目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為左轉(zhuǎn)彎，則所述步驟3-2包括：

將所述右激光測距儀b確認為主測距儀，并將所述左激光測距儀a確認為輔助測距儀，在左激光測距儀a和右激光測距儀b均檢測到障礙物且與障礙物之間的距離均小于第一最大有效測距時，判定列車行駛方向上存在障礙物，進入步驟4；其中，所述第一最大有效測距為所述車頭端面的中心點到第一激光交點間的距離，所述第一激光交點為所述左激光測距儀a和右激光測距儀b的激光交匯點。

進一步的，若所述目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為右轉(zhuǎn)彎，則所述步驟3-2包括：

將所述左激光測距儀a確認為主測距儀，并將所述右激光測距儀b確認為輔助測距儀，在左激光測距儀a和右激光測距儀b均檢測到障礙物且與障礙物之間的距離均小于第一最大有效測距時，判定列車行駛方向上存在障礙物，進入步驟4；其中，所述第一最大有效測距為所述車頭端面的中心點到第一激光交點間的距離，所述第一激光交點為所述左激光測距儀a和右激光測距儀b的激光交匯點。

進一步的，若所述目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為運行至上坡道，則所述步驟3-3包括：

將所述下激光測距儀d確認為主測距儀，并將所述上激光測距儀c確認為輔助測距儀，在上激光測距儀c和下激光測距儀d均檢測到障礙物且與障礙物之間的距離均小于第二最大有效測距時，判定列車行駛方向上存在障礙物，進入步驟4；其中，所述第二最大有效測距為所述車頭端面的中心點到第二激光交點間的距離，所述第二激光交點為所述上激光測距儀c或下激光測距儀d的激光交匯點。

進一步的，若所述目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為運行至下坡道，則所述步驟3-3包括：

將所述上激光測距儀c確認為主測距儀，并將所述下激光測距儀d確認為輔助測距儀，在上激光測距儀c和下激光測距儀d均檢測到障礙物且與障礙物之間的距離均小于第二最大有效測距時，判定列車行駛方向上存在障礙物，進入步驟4；其中，所述第二最大有效測距為所述車頭端面的中心點到第二激光交點間的距離，所述第二激光交點為所述上激光測距儀c或下激光測距儀d的激光交匯點。

進一步的，若所述目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為轉(zhuǎn)彎或運行至坡道，則所述步驟4包括：

步驟4-1.比較所述主測距儀與列車行駛方向上的障礙物之間、所述輔助測距儀與列車行駛方向上的障礙物之間的距離值，根據(jù)其中較小的距離值獲取所述目標(biāo)列車與障礙物之間的距離；

步驟4-2.根據(jù)所述目標(biāo)列車與障礙物之間的距離，控制所述目標(biāo)列車繼續(xù)運行及緊急剎車。

進一步的，若所述目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為運行在直線線路上，則所述步驟4包括：

將任意一組中的2個激光測距儀的檢測結(jié)果做冗余處理，獲取所述目標(biāo)列車與障礙物之間的距離，并根據(jù)目標(biāo)列車與障礙物之間的距離，控制所述目標(biāo)列車繼續(xù)運行及緊急剎車。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明所述的一種列車與其行駛方向上障礙物間距離的檢測方法，有效且高效的實現(xiàn)了列車行駛方向上障礙物的檢測、及對列車與其行駛方向上障礙物間距離的獲取，使得非通信列車也可以及時獲取與其行駛方向上車輛或障礙物間距離，保證了列車的運行安全及運行效率。

1、本發(fā)明的技術(shù)方案，不但可以用于根據(jù)救援車輛與待救援列車間的測距結(jié)果盡量靠近待救援列車，也可以根據(jù)運營中的列車與障礙物間的測距結(jié)果控制列車緊急避停及清障，保證了列車救援的救援效率的同時，也保證了運營中列車的運行安全。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案，通過在車頭端面安裝激光測距儀，實現(xiàn)了在沒有行車許可的情況下，能夠及時且有效的獲取與前方障礙物或列車的距離。

3、本發(fā)明的技術(shù)方案，通過對各激光測距儀的激光檢測角度的調(diào)整，使得能夠全面且有效的檢測到列車在轉(zhuǎn)彎或運行至坡道時前方的障礙物或列車。

4、本發(fā)明的技術(shù)方案，通過確定主測距儀與輔助測距儀，判定列車行駛方向是否存在障礙物，使得判斷結(jié)果準(zhǔn)確且可靠，避免了單個測距儀可能引起的障礙物誤判的缺陷。

5、本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠及時且有效的獲取列車與障礙物間的距離，使得運行中的列車能夠根據(jù)該距離值進行緊急剎車或繼續(xù)行進的判斷，進而提高了列車救援的效率及運行中列車的安全性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的一種列車與其行駛方向上障礙物間距離的檢測方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明的步驟100中的激光測距儀的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的步驟200中的激光測距儀的左右激光檢測角度示意圖；

圖4是本發(fā)明的步驟200中的激光測距儀的上下激光檢測角度示意圖；

圖5是本發(fā)明的檢測方法中步驟300的流程示意圖；

圖6是本發(fā)明的檢測方法中步驟400的流程示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例一提供了一種列車與其行駛方向上障礙物間距離的檢測方法，參見圖1，該檢測方法具體包括如下步驟：

步驟100：在城市軌道交通中的目標(biāo)列車的兩端車頭端面分別安裝兩組激光測速儀，其中，車頭端面為列車駕駛室中垂直于列車行駛方向的駕駛玻璃所在的端面。

在本步驟中，首先確定需要進行測距的城市軌道交通中的列車，可以是正常的載客列車，也可以是救援車輛；然后對將需要測距的目標(biāo)列車的兩端車頭端面分別安裝兩組激光測速儀，使得列車在向兩端的任何一個方向行進時，均可以進行障礙物測距。

步驟200：分別設(shè)置各組激光測距儀的激光檢測角度。

在本步驟中，在將各組激光測距儀安裝在駕駛玻璃所在的端面后，調(diào)整各組激光測距儀的激光檢測角度，使得兩組激光測速儀均用于檢測目標(biāo)列車在直線運行時與列車行駛方向上的障礙物之間的距離，且其中一組還用于檢測目標(biāo)列車在轉(zhuǎn)彎時與列車行駛方向上的障礙物之間的距離，另一組還用于檢測目標(biāo)列車在運行至坡道時與列車行駛方向上的障礙物之間的距離。

步驟300：在目標(biāo)列車在直線線路上運行、行駛至轉(zhuǎn)彎處或運行至坡道時，分別根據(jù)對應(yīng)的激光測距儀判斷目標(biāo)列車的行駛方向上是否存在障礙物，若存在障礙物，則進入步驟400。

在本步驟中，若目標(biāo)列車是行駛在平直軌道上時，將各組激光測距儀測量得到的數(shù)據(jù)做冗余處理。

步驟400：根據(jù)激光測距儀與列車行駛方向上的障礙物之間的距離，確定列車與障礙物之間距離。

在本步驟中，在確定列車與障礙物之間距離后，列車駕駛員根據(jù)該距離判斷列車是否繼續(xù)運行或緊急避停，其中，若為救援車輛與待救援列車間的測距，則駕駛員控制列車繼續(xù)運行，并實時關(guān)注距離值得變化，直到靠近待救援列車后停車救援；若為運營中的列車與未在意料之中的障礙物之間的測距，則駕駛員控制列車緊急避停，并告知清障部門對障礙物進行清理。

從上述描述可知，本實施例的檢測方法不但可以用于根據(jù)救援車輛與待救援列車間的測距結(jié)果盡量靠近待救援列車，也可以根據(jù)運營中的列車與障礙物間的測距結(jié)果控制列車緊急避停及清障，保證了列車救援的救援效率的同時，也保證了運營中列車的運行安全。

在一種可選實施方式中，提供了上述檢測方法中步驟100的一種具體實施方案。該步驟100具體包括如下步驟：

參見圖2的激光測距儀在車頭端面的安裝結(jié)構(gòu)，以車頭端面的中心點o為十字坐標(biāo)中心，在位于橫坐標(biāo)x方向上的車頭兩側(cè)分別設(shè)置左激光測距儀a及右激光測距儀b，并在位于縱坐標(biāo)y方向上的車頭端面的上端和下端分別設(shè)置上激光測距儀c及下激光測距儀d。

從上述描述可知，本實施例的檢測方法通過在車頭端面安裝激光測距儀，實現(xiàn)了在沒有行車許可的情況下，能夠及時且有效的獲取與前方障礙物或列車的距離。

在一種可選實施方式中，提供了上述檢測方法中步驟200的一種具體實施方案。該步驟200具體包括如下步驟：

參見圖3的激光測距儀的左右激光檢測角度的設(shè)置，將左激光測距儀a及右激光測距儀b的激光檢測角度均設(shè)置為θ，并將左激光測距儀a及右激光測距儀b的激光發(fā)射方向設(shè)為朝向激光在目標(biāo)列車的行駛方向且激光在目標(biāo)列車的行駛方向上交匯，其中，θ為列車的行駛線路上的最大彎道的角度；

參見圖4的激光測距儀的上下激光檢測角度的設(shè)置，將上激光測距儀c及下激光測距儀d的激光檢測角度均設(shè)置為β，并將上激光測距儀c及下激光測距儀d的激光發(fā)射方向設(shè)為朝向激光在目標(biāo)列車的行駛方向且激光在目標(biāo)列車的行駛方向上交匯，其中，β為列車的行駛線路上的坡道的最大角度。

從上述描述可知，本實施例的檢測方法通過對各激光測距儀的激光檢測角度的調(diào)整，使得能夠全面且有效的檢測到列車在轉(zhuǎn)彎或運行至坡道時前方的障礙物或列車。

在一種可選實施方式中，提供了上述檢測方法中步驟300的一種具體實施方案。參見圖5，該步驟300具體包括如下步驟：

步驟301：判斷目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)；其中，列車駕駛室內(nèi)的車載設(shè)備根據(jù)車輛運行時的速度、角度及車身晃動等信息，實時判斷目標(biāo)列車當(dāng)前處于直線運行、轉(zhuǎn)彎還是坡道運行。

若目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為轉(zhuǎn)彎，則進入步驟302。

若目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為運行至坡道，則進入步驟303。

若目標(biāo)列車運行在直線線路上，則進入步驟304。

步驟302：根據(jù)轉(zhuǎn)彎方向在左激光測距儀a和右激光測距儀b中選取主測距儀及輔助測距儀，并判定列車行駛方向上是否存在障礙物，若存在，則進入步驟400。在本步驟中，若目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為左轉(zhuǎn)彎，則步驟302具體包括如下內(nèi)容：

將右激光測距儀b確認為主測距儀，并將左激光測距儀a確認為輔助測距儀，在左激光測距儀a和右激光測距儀b均檢測到障礙物且與障礙物之間的距離均小于第一最大有效測距時，判定列車行駛方向上存在障礙物，進入步驟4。

其中，第一最大有效測距為車頭端面的中心點到第一激光交點間的距離，第一激光交點為左激光測距儀a和右激光測距儀b的激光交匯點，第一最大有效測距s＝(車頭寬度/2)*tan(90-θ)米。

若目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為右轉(zhuǎn)彎，則步驟302具體包括如下內(nèi)容：

將左激光測距儀a確認為主測距儀，并將右激光測距儀b確認為輔助測距儀，在左激光測距儀a和右激光測距儀b均檢測到障礙物且與障礙物之間的距離均小于第一最大有效測距時，判定列車行駛方向上存在障礙物，進入步驟4。

其中，第一最大有效測距為車頭端面的中心點到第一激光交點間的距離，第一激光交點為左激光測距儀a和右激光測距儀b的激光交匯點。

步驟303：根據(jù)坡道的角度在將上激光測距儀c和下激光測距儀d中選取主測距儀及輔助測距儀，并判定列車行駛方向上是否存在障礙物，若存在，則進入步驟400。

在本步驟中，若目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為運行至上坡道，則步驟303具體包括如下內(nèi)容：

將下激光測距儀d確認為主測距儀，并將上激光測距儀c確認為輔助測距儀，在上激光測距儀c和下激光測距儀d均檢測到障礙物且與障礙物之間的距離均小于第二最大有效測距時，判定列車行駛方向上存在障礙物，進入步驟4。

其中，第二最大有效測距為車頭端面的中心點到第二激光交點間的距離，第二激光交點為上激光測距儀c或下激光測距儀d的激光交匯點。

在本步驟中，若目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為運行至下坡道，則步驟303具體包括如下內(nèi)容：

將上激光測距儀c確認為主測距儀，并將下激光測距儀d確認為輔助測距儀，在上激光測距儀c和下激光測距儀d均檢測到障礙物且與障礙物之間的距離均小于第二最大有效測距時，判定列車行駛方向上存在障礙物，進入步驟4。

其中，第二最大有效測距為車頭端面的中心點到第二激光交點間的距離，第二激光交點為上激光測距儀c或下激光測距儀d的激光交匯點，第二最大有效測距均為(車頭高度/2)*tan(90-β)米。

步驟304：根據(jù)任意一組激光測距儀，判定列車行駛方向上是否存在障礙物，若存在，則進入步驟400。

在本步驟中，激光測距儀a、b和激光測距儀c、d均可以對列車行駛方向上是否存在障礙物進行檢測，然后將任意一組中的2個激光測距儀的檢測結(jié)果做冗余處理，獲取目標(biāo)列車與障礙物之間的距離。

從上述描述可知，本實施例的檢測方法通過確定主測距儀與輔助測距儀，判定列車行駛方向是否存在障礙物，使得判斷結(jié)果準(zhǔn)確且可靠，避免了單個測距儀可能引起的障礙物誤判的缺陷。

在一種可選實施方式中，提供了上述檢測方法中步驟400的一種具體實施方案。

若目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為轉(zhuǎn)彎或運行至坡道，參見圖6，則該步驟400具體包括如下步驟：

步驟401：比較主測距儀與列車行駛方向上的障礙物之間、輔助測距儀與列車行駛方向上的障礙物之間的距離值，根據(jù)其中較小的距離值獲取目標(biāo)列車與障礙物之間的距離。

列車運行至轉(zhuǎn)彎處時，列車車頭距離障礙物為左激光測距儀a和右激光測距儀b的激光測距的較小值乘以sin(90-θ)。

列車運行至坡道時，列車車頭距離障礙物為上激光測距儀c、下激光測距儀d的激光測距的較小值乘以sin(90-β)。

步驟402：根據(jù)目標(biāo)列車與障礙物之間的距離，控制目標(biāo)列車繼續(xù)運行及緊急剎車。

若目標(biāo)列車當(dāng)前的運行狀態(tài)為運行在直線線路上，則該步驟400具體包括如下步驟：

激光測距儀a、b和激光測距儀c、d均可以對列車行駛方向上是否存在障礙物進行檢測，將任意一組中的2個激光測距儀的檢測結(jié)果做求和取平均值處理，獲取目標(biāo)列車與障礙物之間的距離，并根據(jù)目標(biāo)列車與障礙物之間的距離，控制目標(biāo)列車繼續(xù)運行及緊急剎車。

從上述描述可知，本實施例的檢測方法及時且有效的獲取列車與障礙物間的距離，使得運行中的列車能夠根據(jù)該距離值進行緊急剎車或繼續(xù)行進的判斷，進而提高了列車救援的效率及運行中列車的安全性。

以上實施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。