一种基于复合检测的列车车门与站台屏蔽门之间异物检测系统及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种列车屏蔽门安全防护设备，属于地铁列车安全运营设备技术领域，尤其是指一种基于复合检测的列车车门与站台屏蔽门之间的异物检测系统及检测方法。
【背景技术】
[0002]自从地铁开始使用屏蔽门以来，地铁列车进出站时候的安全性有了很大的提高，但是因为站台屏蔽门与地铁车门之间夹人夹物造成的安全问题也随之出现。2007年上海地铁甚至发生了因为乘客被夹在列车车门与屏蔽门之间被开动的列车挤压身亡的严重事故。因此，为了防止类似事故的再次发生，研发使用检测地铁列车车门与站台屏蔽门之间是否存在人或物的检测装置是势在必行的。
[0003]根据现场条件的不同，目前可以采用的检测方式主要分为针对通道的检测方法和针对车门的检测方法。
[0004]针对通道的检测方法直接在列车车头与车尾布设传感器，检测所有车门-屏蔽门之间是否有异物存在，根据传感器类型的不同分为光电式，图像式。针对通道的检测方法只能够应用于直线站台，对于曲线站台无法适用。
[0005]针对车门的检测方法则是针对每一个列车车门-站台屏蔽门之间的空间进行检测，该方案针对每一个屏蔽门都进行检测，所有列车车门-站台屏蔽门区域异物检测都通过才允许发车。针对车门的检测方法对于曲线站台也能够适用，适应性更强。
[0006]针对车门的检测方法根据检测手段可以分为机械式、光电式和图像式:
[0007]机械式检测方法，通过在屏蔽门增加一个垂直于屏蔽门表面的挡板，将站台屏蔽门与列车车门之间的空隙机械式的减少，从而避免较大的物体比如人体在关门的时候被关在屏蔽门与车门之间。该方案存在的主要问题是可能对人体造成夹持伤害，另外也可能造成侵入列车运行界限，还有可能对小孩等形体小的物体无法检测到，缺陷很大。
[0008]光电式检测方法，采用普通光或者激光传感器进行检测，包括有两种方案，其中一种是在屏蔽门闭合面增加电梯幕帘对射式的红外光检测装置，检测屏蔽门所在平面上有无异物存在，但是该方案对于已经进入屏蔽门与车门之间的行人与异物无法检测；另外一种是在车门顶部设置激光测距传感器，当检测区域存在异物时所测的距离会发生变化，异物大小与所测得的距离成反比，当达到检测标准时会触发异物报警。该方案的不足之处在于，不同颜色和表面光洁度材料对激光的后向反射能力差异很大，当该材料对于激光后向反射过弱或者异物体积过小，就会造成激光传感器漏检使系统失效。
[0009]图像式检测方法，在屏蔽门的顶部安装摄像头拍摄列车车门-站台屏蔽门之间的区域，在区域底部设置特定的标识物作为参照物，或者直接背景建模作为参照物，通过检测参照物图像的可见性与完整性，来判断该列车车门-站台屏蔽门之间的区域是否有异物的存在，具有较高的精度。但是由于列车车门-站台屏蔽门之间地面为乘客通行区域，经常被踩踏，容易留下污损造成参照图案变化，从而产生图像式检测误判，造成系统虚警概率过高，影响系统的可用性。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种基于复合检测的列车车门与站台屏蔽门之间的异物检测系统，该异物检测系统基于激光扫描和图像识别，综合处理分析，结合了两种检测方法的各自优点，可靠性强，误检与漏检率低，保障了地铁乘客的安全。
[0011]本发明的第二个目的在于提供上述基于复合检测的列车车门与站台屏蔽门之间的异物检测系统的检测方法。
[0012]为了实现第一个目的，本发明按照以下技术方案实现:
[0013]一种基于复合检测的列车车门与站台屏蔽门之间的异物检测系统，包括有摄像部件、激光扫描部件及处理器，所述摄像部件和激光扫描部件设置于站台屏蔽门上方且分别与处理器进行信号连接。
[0014]进一步，所述列车车门与站台屏蔽门之间区域布设辅助光源。
[0015]进一步，所述激光扫描部件采用对人体安全的激光光源。
[0016]进一步，所述处理器采用分布式布置结构，该分布式布置结构为每一站台屏蔽门上方均配备一处理器，该处理器分别与该站台屏蔽门上方的摄像部件和激光扫描部件连接且接收分析其信号信息。
[0017]进一步，所述处理器采用集中式布置结构，该集中式布置结构为在列车控制中心或站台控制中心单独设置一处理器，所有站台屏蔽门上方的摄像部件和激光扫描部件分别接入该处理器。
[0018]为了实现第二个目的，本发明按照以下技术方案实现:
[0019]一种基于复合检测的列车车门与站台屏蔽门之间异物检测系统的检测方法，所述处理器综合摄像部件检测到的色彩分布与激光扫描部件检测到的距离分布判断检测区域中是否存在异物。
[0020]进一步，所述处理器的异物判断函数为
[0021]G (X，y) = a*ImgF (x, y) +b*DisF (x) +c*ImgF (x, y) *DisF (x) >d，其中，a、b、c 分别为权重，d为阈值；
[0022]上述ImgF (x, y) = | Img (x, y) -1mgB (x, y) I，其中，ImgF (x, y)为检测区域色彩分布差异，Img(x, y)为检测区域色彩分布，ImgB(x, y)为检测区域标准图像；
[0023]上述DisF(x) = | Dis (x)-DisB (X) |，其中，DisF(X)为检测区域距离分布差异，Dis(x)为检测区域距离分布，DisB(x)为检测区域标准分布。
[0024]进一步，所述异物检测判断中，对于一个检测区域中所有的点，分别计算G(x，y)，取最大值作为判断函数，当Max(g(x，y))>d成立时，说明图像区域中存在异物，进行报警显不O
[0025]本发明与现有技术相比，其有益效果为:
[0026]本发明综合采用激光扫描部件与摄像部件对列车车门和站台屏蔽门之间的异物进行复合式检测，综合两者的检测数据，从而避免单一检测方法的缺点，检出率高，误检率低，提高了系统的可靠性和乘客的乘车安全性。
[0027]为了能更清晰的理解本发明，以下将结合【附图说明】阐述本发明的【具体实施方式】。
【附图说明】
[0028]图1是本发明的结构示意图。
[0029]图2是本发明中摄像部件和激光扫描部件的正面布置结构图。
[0030]图3是本发明中图像色彩分布和扫描距离分布的函数图。
[0031]图4是本发明的工作原理框图。
【具体实施方式】
[0032]如图1、2所示，本发明所述一种基于复合检测的列车车门2与站台屏蔽门I之间的异物检测系统，包括有摄像部件3、激光扫描部件4及处理器。
[0033]上述摄像部件3和激光扫描部件4设置于站台屏蔽门I上方朝向列车车门2的一侧，其中，摄像部件3从上往下俯视拍摄，获得拍摄区域内的图像色彩分布，用二维矩阵Img (x, y)描述，激光扫描部件4从上往下扫描，获得距离分布，用一维矩阵Dis(X)描述