Klacci 凱樂奇交通運輸業解決方案
這種高效穩定的異物入侵監測系統，是透過整合雷射雷達和傳統攝影機的優勢而開發的。該系統提高了異物入侵檢測的準確性，使其在確保軌道安全營運方面，具有重要的社會和經濟意義。
鐵路是中國交通基礎設施的重要組成部分，在經濟發展中發揮著非常重要的作用。然而，該國廣闊的領土和複雜多樣的地形，對鐵路營運安全構成了挑戰。特別是在中國西南部的山區，鐵路容易受到軌道上的異物（如落石）造成的危害。例如，2020 年 3 月 30 日，該國一輛從濟南到廣州的客運列車出軌，因為山體滑坡影響了軌道，造成許多人受傷。
圖1 3月30日火車脫軌（新聞記者李佳拍攝）
除了地質危害導致的軌道上的異物外，人類和動物也可以在火車軌道上徘徊。異物頻繁侵入鐵路軌道，嚴重影響了鐵路系統的安全執行。及時準確地檢測異物，並觸發相應的警報，對鐵路安全極為重要。
傳統的鐵路軌道異物侵入監測系統，具有雙電網、光纖振動感測和影像監控。然而，由於缺乏硬體功能，這些系統無法定位異物，檢測效率低，誤報率和錯過檢測率很高。由於其出色的檢測能力和環境適應性，雷射雷達在異物檢測領域取得了成功。Livox 協助了「鐵路軌道的異常物體入侵檢測解決方案」解決方案。Livox 詳細介紹了雷射雷達在該解決方案中的作用。該解決方案，已在減少幾條鐵路線落石的自動監測專案中實施。
圖2 玉淮鐵路線的異物入侵檢測解決方案：整合鐳射雷達、攝影機和處理單元
異物入侵檢測解決方案的好處
該解決方案整合了各種硬體裝置，如鐳射雷達單元、Speed Dome 攝影機、處理單元和大燈。
此解決方案可以讓你獲取異物的 3D 資訊，以補償慣例解決方案在檢測異物的大小、深度、位置和其他資訊時存在的問題。此外，該解決方案不依賴於環境光，避免了傳統照明裝置的一些常見問題。例如，傳統解決方案會吸引飛蛾，由於僅視覺解決方案的侷限性，這可能會導致高誤報率。
圖3 鐵路軌道上的異物入侵檢測是如何工作的
在此解決方案中，雷射雷達首先用於從有效監控區域的掃描點，從雲中提取軌道表面。當軌道表面有超過 20 釐米的物體時，每個幀都會進行幀間比對。分析框架之間的差異來定位障礙物，並計算障礙物和雷射雷達之間的距離。然後，雷射雷達向 Speed Dome 攝影機報告障礙物資訊，並指示攝影機旋轉並聚焦異物，並用閃光燈拍照。
從 影像中辨識出物體後，物體被回饋給監控中心，監測中心的人員會檢查物體是否是異物。此外，雷射雷達可以根據與物體的距離，來檢查障礙物是否是靜態的。理論上，只有靜止超過 15 秒的靜態物體，才能被辨識為異物。
圖4系統現場測試
Tele-15被用作主雷射雷達，Avia 用於補償不同場景中的盲點。Tele-15 支援遠端探測和高密度點雲。憑藉 10% 的反射率，Tele-15 可以測量 320 米，甚至 500 米距離的物體。超高點雲密度擅長小物體檢測，允許你檢測距離 300 米的行人，並在 100 毫秒內生成 12 點的點雲。
在路邊靜態場景中，如異物入侵的預警告，準確的預警告比反應處理時間更重要。該系統利用了 Livox 雷射雷達獨特的非重複掃描方法。隨著掃描時間的增加，點雲中的點數也會增加。例如，在 1 秒內，在 300 米距離的行人，可以檢測到 107 個點。密度更高的點雲，有助於系統準確檢測和辨識物體。
圖5左：在 100 毫秒內 為距離300 米的行人點雲。中間：在1秒內為距離 300 米的行人點雲。 右：1 秒內為 100 米距離的行人點雲
下面是單個 Tele-15 雷射雷達監控軌道段安全性的點雲影像，該雷射雷達仍然可以在 200 米距離，檢測到 20 釐米*2 葉0釐米的小物體。
準確的警告是關鍵
此外，此解決方案只需要傳輸少量資料，簡化了資料傳輸和分析。Livox Tele-15 和 Avia 提供的非重複掃描能力，大大提高了軌道場景中的監控效率，並降低了誤報率和錯過檢測率。將解決方案應用於玉淮鐵路線後，沒有發生誤報或誤檢，鐵路軌道上的正常物體，可以與侵入的異物明確區分開來。 當火車在沒有異物的情況下，經過鐵路軌道時，不會產生警報。相比之下，當一名工作人員在鐵路軌道上行走時，會觸發異物入侵檢測系統，將更準確的資訊傳遞給後端人員。
圖6 更多場景的現場安裝圖：隧道入口/出口
這種高效穩定的異物入侵監測系統，是透過整合雷射雷達和傳統攝影機的優勢而開發的。該系統提高了異物入侵檢測的準確性，使其在確保軌道安全營運方面，具有重要的社會和經濟意義。此外，Livox 希望不斷發布具有成本效益的雷射雷達產品，以降低解決方案的整體成本。透過這種方式，最先進的解決方案可以應用於更多里程的軌道，並防止更多事故。
監控商機探索～～～
如果台灣每個車站都是智慧車站，能為安控業者帶來多少商機？
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