基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法与流程

1.本发明涉及屏蔽门异物检测技术领域，尤其涉及基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法。

背景技术：

2.地铁站台门和列车之间存在10cm左右的缝隙，乘客在从站台门行进到列车里面的过程中，会存在乘客或异物夹在站台门和列车之间缝隙的现实可能，如牵引绳、书包、衣物等。在全国地铁实际的运营中，有实际的案例发生，引起乘客的人身伤害。
3.为了解决上述监管区域的安全，全国绝大部分的地铁公司，在站台门轨道侧的两端加装了红外线激光探测，分成3道不同间距的光束对站台门和列车之间的缝隙进行安全监管，但漏检的空间大，且由于地面震动等其他的外部因素，时常会产生误报的情况，给高频率运营的地铁带来管理的麻烦。有些地铁站为曲线站，又增加了不稳定的因素。尤其现在全国各个地铁公司推进无人驾驶，不能不对站台门和列车之间的缝隙提出全方位监管的现实需求显然，目前通行的站台门和列车之间缝隙的检测方法已经不能满足实际要求。
4.为此，我们提出来基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法解决上述问题。

技术实现要素：

5.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
6.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
8.基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法，包括以下步骤：
9.s1：站台内无车时，站台门闭合，探测系统处于静默状态等待检测；
10.s2：列车进站停靠后，站台门开启直至乘客上下完毕，站台门闭合，站台门系统传送信号至控制主机，立即激活系统的安全输出信号，安全输出进入工作状态；
11.s3：系统响应时间设置系统的有效检查时间，检测完毕后系统退出工作状态，若没有检测到障碍物有障碍物在这个保护区域内，本地报警装置则绿状态灯显示，若有异物、乘客停留或侵入，本地报警装置则红状态灯显示，直到异物或乘客清除；
12.s4：站台门关闭后，防护区域未检测到任何物体，超过最小延时候，安全保护装置再次处于静默状态等待检测。
13.优选地，s1中，所述系统响应时间小于100ms，系统的有效检查时间为0-30s。
14.优选地，s2中，所述站台门闭合信号传递至站台门系统内。
15.优选地，所述探测系统包括主控制器、从控制器、工控机、安全继电器和多个异物探测单元；
16.所述从控制器和工控机均与主控制器之间电性连接；
17.所述安全继电器设置在主控制器与从控制器之间；
18.所述从控制器安装在控制柜内；
19.所述异物探测单元分别对应适配有转接盒，多个所述异物探测单元分别与多个站台门相对应，相邻两个所述转接盒之间通过串行通信协议和光纤电性连接，其中一个所述转接盒分别通过两个串行通信协议与工控机和从控制器电性连接，通过光纤与主控制器电性连接。
20.优选地，所述异物探测单元采用激光雷达对防护区域进行探测。
21.优选地，所述异物探测单元包括控制单元、中央接口盘、便携维护终端、雷达单元、摄像单元、门控单元、蜂鸣器和就地控制盒；
22.所述中央接口盘和就地控制盒与控制单元之间均通过硬线电性连接；
23.所述控制单元与便携维护终端之间通过串行通信协议电性连接；
24.所述雷达单元和摄像单元均与控制单元电性连接；
25.所述门控单元与蜂鸣器均与控制电源电性连接。
26.优选地，s3中，报警流程如下：
27.a.当列车进站时，探测系统开启并置于预置模式，雷达上电；
28.b.当站台门关闭后，探测系统内部的定时器的tr由0变1后10ms内，对雷达单元进行上电并进入探测模式，此时探测系统内部的计时器计时开始；
29.c.雷达单元对防护的区域进行扫描，当雷达单元探测到侵入输出异常信号，控制单元对就地控制盒发送电信号，控制输出断开，同时，本地报警装置进行声光报警启动，并使雷达单元进行持续扫描，计时器复位；
30.d.当侵入物被清除后，雷达单元探测到无侵入时，输出正常信号，控制单元对就地控制盒发送电信号，控制输出闭合，同时，本地警报装置的声光报警解除，此时系统恢复正常，计时器计时开始，探测系统内部的定时器的tr由1变0，雷达单元断电，探测系统置于待机模式，重复步骤a。
31.优选地，流程c中，当所述雷达单元探测到异物时，异常信号输出时间在55ms内，声光报警时间在异常信号输出后的15ms内启动。
32.优选地，所述雷达单元为发射与接收一体的激光雷达探测器，所述雷达单元的最小探测物体为30x30x30mm，所述雷达单元的角分辨率为0.08rad，所述雷达单元的扫描角度不小于96
°
。
33.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
34.1、通过将每个站台门对应设置有单独的异物探测单元，每个站台门完成独立探测和控制，线路之间互不干扰，无宽带及访问的冲突压力，而且每个站台门的系统单独对信号处理和分发，降低逻辑运行风险和时间延误，保证信号的稳定；
35.2、雷达单元进行探测时，对监管的区域可以进行全覆盖，探测的分辨率高，探测的
范围广，而且可以对小尺寸的异物进行探测并进行报警，有效监测高风险细小物体，同时能够屏蔽虫蝇对危险区域的干扰飞行，避免系统误报警影响列车出行效率；
36.3、通过探测系统的探测，可以有效识别人体与潜在危害物体是否侵入危险区域，发现潜在风险经地铁内部安全回路控制屏蔽门开启消除安全隐患，同时上传报警信息。
37.本发明对每个站台门的检测互不干扰，逻辑运行风险低，时间延误短，信号稳定，避免系统误报，可以有效识别人体和潜在危害物体，消除安全隐患，同时上传报警信息。
附图说明
38.图1为本发明提出的基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法的结构框图；
39.图2为本发明提出的基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法中控制单元的结构框图；
40.图3为本发明提出的基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法中的报警流程图。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
42.参照图1-3，基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法，包括以下步骤：
43.s1：站台内无车时，站台门闭合，探测系统处于静默状态等待检测；
44.s2：列车进站停靠后，站台门开启直至乘客上下完毕，站台门闭合，站台门系统传送信号至控制主机，立即激活系统的安全输出信号，安全输出进入工作状态；
45.s3：系统响应时间设置系统的有效检查时间，检测完毕后系统退出工作状态，若没有检测到障碍物有障碍物在这个保护区域内，本地报警装置则绿状态灯显示，若有异物、乘客停留或侵入，本地报警装置则红状态灯显示，直到异物或乘客清除；
46.s4：站台门关闭后，防护区域未检测到任何物体，超过最小延时候，安全保护装置再次处于静默状态等待检测。
47.本发明中，s1中，所述系统响应时间小于100ms，系统的有效检查时间为0-30s，需要注意的是，s2中，所述站台门闭合信号传递至站台门系统内，值得一提的是，所述探测系统包括主控制器、从控制器、工控机、安全继电器和多个异物探测单元；
48.所述从控制器和工控机均与主控制器之间电性连接；
49.所述安全继电器设置在主控制器与从控制器之间；
50.所述从控制器安装在控制柜内；
51.所述异物探测单元分别对应适配有转接盒，多个所述异物探测单元分别与多个站台门相对应，相邻两个所述转接盒之间通过串行通信协议和光纤电性连接，其中一个所述转接盒分别通过两个串行通信协议与工控机和从控制器电性连接，通过光纤与主控制器电性连接；
52.需要说明的是，通过主控制和从控制器，通过探测系统对图像异物的方位提供和数据记录，更加便于进行管理，且控制室人员和列车司机可以准确的知道异物的方位，排除
安全隐患更快捷。
53.需要说明的是，探测系统的空间探测及数据处理能力为5-8次/秒，所述探测系统在主控制器上具备状态显示，探测系统局域自动检测以及故障位置自动判别功能。
54.本发明中，所述异物探测单元采用激光雷达对防护区域进行探测，所述异物探测单元包括控制单元、中央接口盘、便携维护终端、雷达单元、摄像单元、门控单元、蜂鸣器和就地控制盒；
55.需要说明的是，探测系统对每个异物探测单元的系统软件可控制、调试和编程。
56.所述中央接口盘和就地控制盒与控制单元之间均通过硬线电性连接；
57.所述控制单元与便携维护终端之间通过串行通信协议电性连接；
58.所述雷达单元和摄像单元均与控制单元电性连接；
59.所述门控单元与蜂鸣器均与控制电源电性连接。
60.本发明中，s3中，报警流程如下：
61.a.当列车进站时，探测系统开启并置于预置模式，雷达上电；
62.b.当站台门关闭后，探测系统内部的定时器的tr由0变1后10ms内，对雷达单元进行上电并进入探测模式，此时探测系统内部的计时器计时开始；
63.c.雷达单元对防护的区域进行扫描，当雷达单元探测到侵入输出异常信号，控制单元对就地控制盒发送电信号，控制输出断开，同时，本地报警装置进行声光报警启动，并使雷达单元进行持续扫描，计时器复位；
64.d.当侵入物被清除后，雷达单元探测到无侵入时，输出正常信号，控制单元对就地控制盒发送电信号，控制输出闭合，同时，本地警报装置的声光报警解除，此时系统恢复正常，计时器计时开始，探测系统内部的定时器的tr由1变0，雷达单元断电，探测系统置于待机模式，重复步骤a。
65.本发明中，流程c中，当所述雷达单元探测到异物时，异常信号输出时间在55ms内，声光报警时间在异常信号输出后的15ms内启动，需要注意的是，所述雷达单元为发射与接收一体的激光雷达探测器，所述雷达单元的最小探测物体为30x30x30mm，所述雷达单元的角分辨率为0.08rad，所述雷达单元的扫描角度不小于96
°
，需要说生命的是，雷达单元可以对空间异物进行定位，定位精度小于5mm。
66.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
67.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：站台内无车时，站台门闭合，探测系统处于静默状态等待检测；s2：列车进站停靠后，站台门开启直至乘客上下完毕，站台门闭合，站台门系统传送信号至控制主机，立即激活系统的安全输出信号，安全输出进入工作状态；s3：系统响应时间设置系统的有效检查时间，检测完毕后系统退出工作状态，若没有检测到障碍物有障碍物在这个保护区域内，本地报警装置则绿状态灯显示，若有异物、乘客停留或侵入，本地报警装置则红状态灯显示，直到异物或乘客清除；s4：站台门关闭后，防护区域未检测到任何物体，超过最小延时候，安全保护装置再次处于静默状态等待检测。2.根据权利要求1所述的基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法，其特征在于，s1中，所述系统响应时间小于100ms，系统的有效检查时间为0-30s。3.根据权利要求1所述的基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法，其特征在于，s2中，所述站台门闭合信号传递至站台门系统内。4.根据权利要求1所述的基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法，其特征在于，所述探测系统包括主控制器、从控制器、工控机、安全继电器和多个异物探测单元；所述从控制器和工控机均与主控制器之间电性连接；所述安全继电器设置在主控制器与从控制器之间；所述从控制器安装在控制柜内；所述异物探测单元分别对应适配有转接盒，多个所述异物探测单元分别与多个站台门相对应，相邻两个所述转接盒之间通过串行通信协议和光纤电性连接，其中一个所述转接盒分别通过两个串行通信协议与工控机和从控制器电性连接，通过光纤与主控制器电性连接。5.根据权利要求4所述的基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法，其特征在于，所述异物探测单元采用激光雷达对防护区域进行探测。6.根据权利要求4所述的基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法，其特征在于，所述异物探测单元包括控制单元、中央接口盘、便携维护终端、雷达单元、摄像单元、门控单元、蜂鸣器和就地控制盒；所述中央接口盘和就地控制盒与控制单元之间均通过硬线电性连接；所述控制单元与便携维护终端之间通过串行通信协议电性连接；所述雷达单元和摄像单元均与控制单元电性连接；所述门控单元与蜂鸣器均与控制电源电性连接。7.根据权利要求6所述的基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法，其特征在于，s3中，报警流程如下：a.当列车进站时，探测系统开启并置于预置模式，雷达上电；b.当站台门关闭后，探测系统内部的定时器的tr由0变1后10ms内，对雷达单元进行上电并进入探测模式，此时探测系统内部的计时器计时开始；c.雷达单元对防护的区域进行扫描，当雷达单元探测到侵入输出异常信号，控制单元对就地控制盒发送电信号，控制输出断开，同时，本地报警装置进行声光报警启动，并使雷达单元进行持续扫描，计时器复位；
d.当侵入物被清除后，雷达单元探测到无侵入时，输出正常信号，控制单元对就地控制盒发送电信号，控制输出闭合，同时，本地警报装置的声光报警解除，此时系统恢复正常，计时器计时开始，探测系统内部的定时器的tr由1变0，雷达单元断电，探测系统置于待机模式，重复步骤a。8.根据权利要求7所述的基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法，其特征在于，流程c中，当所述雷达单元探测到异物时，异常信号输出时间在55ms内，声光报警时间在异常信号输出后的15ms内启动。9.根据权利要求6所述的基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法，其特征在于，所述雷达单元为发射与接收一体的激光雷达探测器，所述雷达单元的最小探测物体为30x30x30mm，所述雷达单元的角分辨率为0.08rad，所述雷达单元的扫描角度不小于96
°
。

技术总结

本发明公开了基于激光雷达异物检测的屏蔽门切换状态控制方法，包括以下步骤：S1：站台内无车时，站台门闭合，探测系统处于静默状态等待检测；S2：列车进站停靠后，站台门开启直至乘客上下完毕，站台门闭合，站台门系统传送信号至控制主机，立即激活系统的安全输出信号，安全输出进入工作状态；S3：系统响应时间设置系统的有效检查时间，检测完毕后系统退出工作状态，若没有检测到障碍物有障碍物在这个保护区域内，本地报警装置则绿状态灯显示。本发明对每个站台门的检测互不干扰，逻辑运行风险低，时间延误短，信号稳定，避免系统误报，可以有效识别人体和潜在危害物体，消除安全隐患，同时上传报警信息。同时上传报警信息。同时上传报警信息。