本發(fā)明涉及高速列車領(lǐng)域，具體而言，涉及一種列車防護裝置與方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)如今，隨著高速列車技術(shù)的不斷發(fā)展，列車的速度最快已經(jīng)達到了300公里的時速，在未來列車的速度甚至會提升至接近400公里的時速。然而，列車的高速運行在帶來了極大便捷性的同時也對其安全防護提出了更高的要求。目前的高速列車尚未針對與正面飛過來的硬質(zhì)飛行目標(例如無人駕駛飛機)發(fā)生碰撞采取有效的防護措施，而在極高的時速下列車與硬質(zhì)飛行目標正面撞擊所造成的嚴重后果是不可估量的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種列車防護裝置與方法，以改善上述問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了列車防護裝置，安裝于一列車的車頭，該列車防護裝置包括有雷達裝置、控制電路板、光學監(jiān)控系統(tǒng)、氣囊控制總成以及安全氣囊，所述控制電路板布置有控制器，所述控制器分別與所述雷達裝置、所述光學監(jiān)控系統(tǒng)以及所述氣囊控制總成電連接，所述氣囊控制總成與所述安全氣囊連接，所述雷達裝置用于探測列車前方的飛行目標，并在探測到飛行目標時采集飛行目標的相對位置信息，所述控制器用于依據(jù)所述相對位置信息控制所述光學監(jiān)控系統(tǒng)采集所述飛行目標的圖像信息，并判斷所述飛行目標是否為無人機，如果是，則控制所述氣囊控制總成驅(qū)動所述安全氣囊充氣并彈出。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種列車防護方法，所述列車防護方法包括：

利用一雷達裝置探測一列車前方的飛行目標，并在探測到飛行目標時采集飛行目標的相對位置信息；

利用一控制器依據(jù)所述相對位置信息控制一光學監(jiān)控系統(tǒng)采集所述飛行目標的圖像信息；

利用所述控制器判斷所述飛行目標是否為無人機；

若所述飛行目標為無人機時，利用所述控制器控制一氣囊控制總成驅(qū)動所述安全氣囊充氣并彈出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種列車防護裝置與方法，利用雷達裝置探測列車前方的飛行目標，并在探測到飛行目標時采集飛行目標的相對位置信息；再利用控制器依據(jù)相對位置信息控制光學監(jiān)控系統(tǒng)采集飛行目標的圖像信息；利用控制器判斷飛行目標是否為無人機；若飛行目標為無人機時，利用控制器控制一氣囊控制總成驅(qū)動安全氣囊充氣并彈出，從而使得安全氣囊將無人機彈開，從而避免了處于高速行駛狀態(tài)下的列車受到無人機的的正面撞擊，從而在一定程度上避免了交通事故的發(fā)生。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

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、完整地描述，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。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(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。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種列車防護裝置的電路連接框圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的氣囊控制總成的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的光學監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4本發(fā)明實施例提供的一種列車防護方法的流程圖。

圖標：101-雷達裝置；102-控制器；103-光學監(jiān)控系統(tǒng)；104-氣囊控制總成；105-無線通信模塊；106-第二電機驅(qū)動組件；107-置放盒；108-彈簧；109-拉桿；110-氣體發(fā)生器；111-安全氣囊；112-基座，113-數(shù)字高清攝像頭；114-第一電機驅(qū)動組件。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的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。

下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述。

請參閱圖1，本發(fā)明實施例提供的一種列車防護裝置，安裝于一列車的車頭，該列車可以為高鐵或動車以及普快火車。該列車防護裝置包括有雷達裝置101、控制電路板、光學監(jiān)控系統(tǒng)103、氣囊控制總成104以及安全氣囊111。控制電路板布置有控制器102，控制器102分別與雷達裝置101、光學監(jiān)控系統(tǒng)103以及氣囊控制總成104電連接，氣囊控制總成104與安全氣囊111連接。

雷達裝置101可利用無線電的方法發(fā)現(xiàn)目標并測定它們的空間位置。因此，雷達也被稱為“無線電定位”。雷達是利用電磁波探測目標的電子設備。雷達發(fā)射電磁波對目標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發(fā)射點的距離、距離變化率(徑向速度)、方位、高度等信息，另外，雷達裝置101還存儲有自身的地理位置信息，雷達裝置101的地理位置信息包括有雷達裝置101所在地理位置的經(jīng)度、緯度以及高度。雷達裝置101用于探測列車前方的飛行目標，并在探測到飛行目標時采集飛行目標的相對位置信息，控制器102用于依據(jù)相對位置信息控制光學監(jiān)控系統(tǒng)103采集飛行目標的圖像信息，并判斷飛行目標是否為無人機，如果是，則控制氣囊控制總成104驅(qū)動安全氣囊111充氣并彈出。由于有的軟質(zhì)的飛行目標或飛行生物，例如氣球、飛鳥以及蝙蝠等飛行目標，與列車發(fā)生碰撞或者發(fā)生碰撞不會造成交通事故，因此光學監(jiān)控系統(tǒng)103對采集到飛行目標的圖像信息利用圖像識別算法進行判斷飛行目標是否為無人機，從而可以排除飛行目標為氣球、飛鳥的情況。

具體地，相對位置信息包括飛行目標相對于雷達裝置101的方位角、距離值以及俯仰角，控制器102用于依據(jù)飛行目標相對于雷達裝置101的方位角、距離值、高度以及雷達裝置101的地理位置信息計算出焦距數(shù)據(jù)以及生成控制指令，光學監(jiān)控系統(tǒng)103用于依據(jù)焦距數(shù)據(jù)以及控制指令采集飛行目標的圖像信息。

更進一步地，本實施例中，如圖3所示，光學監(jiān)控系統(tǒng)103包括但不限于基座、第一電機驅(qū)動組件114以及數(shù)字高清攝像頭113，第一電機驅(qū)動組件114、數(shù)字高清攝像頭113均安裝于基座，第一電機驅(qū)動組件114、數(shù)字高清攝像頭113以及控制器102均電連接，控制器102還用于依據(jù)焦距數(shù)據(jù)控制數(shù)字高清攝像頭113變焦，并依據(jù)控制指令控制第一電機驅(qū)動組件114驅(qū)動數(shù)字高清攝像頭113轉(zhuǎn)動對準飛行目標以采集飛行目標的圖像信息。

本實施例中，如圖2所示，氣囊控制總成104包括有但不限于第二電機驅(qū)動組件106、置放盒107、彈簧108、拉桿109以及氣體發(fā)生器110。第二電機驅(qū)動組件106、氣體發(fā)生器110均與控制器102電連接，安全氣囊111置放于置放盒107內(nèi)且置放盒107的一側(cè)設置有開口，彈簧108的一端與置放盒107的底部連接，彈簧108的另一端與安全氣囊111連接，拉桿109的一端與彈簧108的另一端接觸并將彈簧108壓縮。氣體發(fā)生器110的出氣口與安全氣囊111的進氣口導通，控制器102用于若飛行目標為無人機時，控制氣體發(fā)生器110產(chǎn)生氣體，此時氣體發(fā)生器110產(chǎn)生氣體并逐漸充滿氣囊，同時控制器102控制第二電機驅(qū)動組件106驅(qū)動拉桿109脫離彈簧108，當拉桿109脫離彈簧108時，彈簧108將處于充氣狀態(tài)的安全氣囊111從置放盒107內(nèi)通過置放盒107的開口彈出，安全氣囊111被彈出后逐漸充滿氣體并懸浮于列車的車頭的前方。

另外，該列車防護裝置還包括無線通信模塊105，無線通信模塊105與控制器102電連接，控制器102還用于依據(jù)算式S1＝C1+D×cos(β)×cos(θ)，S2＝C2+D×cos(β)×sin(θ)，G＝H+D×sin(β)分別計算出無人機的經(jīng)度、緯度以及高度以獲得無人機的地理位置信息，并將無人機的地理位置信息通過無線通信模塊105發(fā)出，其中，C1為雷達裝置101的經(jīng)度，C2為雷達裝置101的緯度，H為雷達裝置101的高度，θ為無人機的方位角，β無人機的俯仰角，S1為無人機的經(jīng)度，S2為無人機的緯度，G為無人機的高度，D為距離值。本實施例中，可將無人機的地理位置信息通過無線通信模塊105發(fā)送至一后臺服務器或與無人機的地理位置信息關(guān)聯(lián)的巡邏人員的智能終端，以使工作人員及時對該區(qū)域進行管制，避免無人機操控者再次將無人機操控至列車軌道的上空。

請參閱圖4，本發(fā)明實施例還提供了一種列車防護方法，列車防護方法包括：

步驟S301：利用一雷達裝置101探測一列車前方的飛行目標，并在探測到飛行目標時采集飛行目標的相對位置信息。

步驟S302：利用一控制器102依據(jù)相對位置信息控制一光學監(jiān)控系統(tǒng)103采集飛行目標的圖像信息。

本實施例中，光學監(jiān)控系統(tǒng)103包括基座、第一電機驅(qū)動組件114以及數(shù)字高清攝像頭113，第一電機驅(qū)動組件114、數(shù)字高清攝像頭113均安裝于基座，第一電機驅(qū)動組件114、數(shù)字高清攝像頭113以及控制器102均電連接，控制器102還用于依據(jù)焦距數(shù)據(jù)控制數(shù)字高清攝像頭113變焦，并依據(jù)控制指令控制第一電機驅(qū)動組件114驅(qū)動數(shù)字高清攝像頭113轉(zhuǎn)動以采集飛行目標的圖像信息。

具體地，相對位置信息包括飛行目標相對于雷達裝置101的方位角、距離值以及俯仰角，步驟S302可以包括：

步驟S3021：利用控制器102依據(jù)飛行目標相對于雷達裝置101的方位角、距離值、高度以及雷達裝置101的地理位置信息計算出焦距數(shù)據(jù)以及生成控制指令。

步驟S3022：利用光學監(jiān)控系統(tǒng)103依據(jù)焦距數(shù)據(jù)以及控制指令采集飛行目標的圖像信息。

步驟S303：利用控制器102判斷飛行目標是否為無人機，若飛行目標為無人機，執(zhí)行步驟S304。

步驟S304：利用控制器102控制一氣囊控制總成104驅(qū)動安全氣囊111充氣并彈出。

具體地，本實施例中，氣囊控制總成104包括有第二電機驅(qū)動組件106、置放盒107、彈簧108、拉桿109以及氣體發(fā)生器110，第二電機驅(qū)動組件106、氣體發(fā)生器110均與控制器102電連接，安全氣囊111置放于置放盒107內(nèi)且置放盒107的一側(cè)設置有開口，彈簧108的一端與置放盒107的底部連接，彈簧108的另一端與安全氣囊111連接，且彈簧108處于壓縮狀態(tài)時，彈簧108的另一端與拉桿109的一端接觸，氣體發(fā)生器110的出氣口與安全氣囊111的進氣口導通，控制器102用于若飛行目標為無人機時，控制氣體發(fā)生器110產(chǎn)生氣體并控制第二電機驅(qū)動組件106驅(qū)動拉桿109脫離彈簧108。

步驟S305：利用控制器102依據(jù)算式S1＝C1+D×cos(β)×cos(θ)，S2＝C2+D×cos(β)×sin(θ)，G＝H+D×sin(β)分別計算出無人機的經(jīng)度、緯度以及高度以獲得無人機的地理位置信息。

其中，C1為雷達裝置101的經(jīng)度，C2為雷達裝置101的緯度，H為雷達裝置101的高度，θ為無人機的方位角，β無人機的俯仰角，S1為無人機的經(jīng)度，S2為無人機的緯度，G為無人機的高度，D為距離值；

步驟S306：利用控制器102無人機的地理位置信息通過一無線通信模塊105發(fā)出。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的一種列車防護裝置與方法，利用雷達裝置探測列車前方的飛行目標，并在探測到飛行目標時采集飛行目標的相對位置信息；再利用控制器依據(jù)相對位置信息控制光學監(jiān)控系統(tǒng)采集飛行目標的圖像信息；利用控制器判斷飛行目標是否為無人機；若飛行目標為無人機時，利用控制器控制一氣囊控制總成驅(qū)動安全氣囊充氣并彈出，從而使得安全氣囊將無人機彈開，從而避免了處于高速行駛狀態(tài)下的列車受到無人機的的正面撞擊，從而在一定程度上避免了交通事故的發(fā)生。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的裝置和方法，也可以通過其它的方式實現(xiàn)。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的裝置、方法和計算機程序產(chǎn)品的可能實現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用于實現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應當注意，在有些作為替換的實現(xiàn)方式中，方框中所標注的功能也可以以不同于附圖中所標注的順序發(fā)生。例如，兩個連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現(xiàn)。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能模塊可以集成在一起形成一個獨立的部分，也可以是各個模塊單獨存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成形成一個獨立的部分。

所述功能如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。