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干货系列

Tele-15 激光雷达,助力轨道交通智能检测精准高效

2024-5-30

近年来,随着轨道交通里程增加,客流量日益密集,轨道线路限界入侵事件愈发频繁。对此,北京埃福瑞科技有限公司(简称埃福瑞)引入 Livox 的 Tele-15 激光雷达设备,打造列车智能障碍物检测系统(TIDS),其基于环境感知的主动障碍物检测技术可以很好地解决以上问题。TIDS 系统由视觉相机、Tele-15 激光雷达、毫米波雷达等多传感器组成。

 

轨道交通安全是城市轨道交通运营的基础和前提,其重要性不可忽视。保证轨道线路限界无入侵,即列车行车的安全范围内无异物入侵,是维护轨道交通安全的关键。近年来,随着轨道交通里程增加,客流量日益密集,轨道线路限界入侵事件愈发频繁。

 

地面打孔侵限事故、人防门与列车发生碰撞、轨旁树木侵入

地面打孔侵限事故、人防门与列车发生碰撞、轨旁树木侵入

 

对此,国务院安委会办公室印发紧急通知,通知强调:进一步强化城市轨道交通沿线安全治理,严厉打击保护区违法施工作业、私搭乱建、车辆人员异物侵限等行为。

 

然而,预防轨道线路限界无入侵,存在诸多困难:

 

首先,受列车运行环境等因素的影响,部分障碍物仍需依赖驾驶员进行人工辨识,但人工辨识视角视距有限,有一定的安全风险;

 

其次,不依赖于驾驶员的列车无人驾驶系统,是解决该问题的有效手段,但当前核心功能自主前向环境感知功能还较为匮乏,亟待发展;

 

同时,随着列车运营网络日益复杂,难以实时获取各区间、站台等设备的位置状态,加上难以预测的人因要素、动态的风险要素耦合关系等因素影响,导致对风险要素的预测和预警能力不足。

 

解决方案:激光雷达融合机器视觉

 

对此,北京埃福瑞科技有限公司(简称埃福瑞)引入 Livox 的 Tele-15 激光雷达设备,打造列车智能障碍物检测系统(TIDS),其基于环境感知的主动障碍物检测技术可以很好地解决以上问题。TIDS 系统由视觉相机、Tele-15 激光雷达、毫米波雷达等多传感器组成。

 

Tele-15 专为远距离、高精度探测打造,可感知 300 米范围内的障碍物,可为车辆带来更充裕的响应时间,保障安全,同时能够精准感知复杂场景异物并进行多源异构数据融合,实现轨行区列车、人员、障碍物检测。

 

Tele-15 激光雷达

Tele-15 激光雷达

 

该检测技术能够实现轨行区瞭望防护,弥补 FAO 的瞭望缺失,维持列车在信号系统降级后的运行,减少等待时间,提高运行效率。该技术还可应用于既有线路降本改造,实现跨线运营。

 

  TIDS 的整体优势

TIDS 的整体优势

 

方案优势

低成本、易部署、环境适应性强

 

列车智能检测系统(TIDS),融合了激光雷达能力,利用相机和雷达共同组成感知模组。系统支持对列车进行低成本改造,实施成本低、周期快,部署时对车体改动小,不影响既有车辆信号等系统。同时,系统在不同时段、不同路线、不同天气、不同周边环境下均可实现功能。

 

TIDS 关键技术构成

TIDS 关键技术构成

 

系统易部署 对车体改动小

系统易部署 对车体改动小

 

Tele-15 激光雷达融合其他感知设备,让 TIDS 系统的探测性能得到了大幅提升。在检测精确度上,实现了厘米级高精定位;在检测距离上,实现了 300 米车辆检测,120 米行人检测,50 米细小障碍物精准检测,并且检测不受车辆风挡影响,在地下,地面,高架等不同场景可以做到全时段支持。

 

TIDS 性能参数

TIDS 性能参数

 

在以雷达作为核心传感器的基础上,该系统根据不同线路特征,产出了 3 种应用方案:

 

第一种是具备环境感知的辅助驾驶系统,可以增强列车司机驾驶安全性;

 

第二种是用于全自动无人驾驶线路列车信号系统降级的后备方案,实现对车辆的后备控制;

 

第三种是感知独立控车,不依赖于既有信号系统,实现基于感知的列车安全控制;

 

应用成果

完成超 1000 台部署 全场景高可用性

 

目前融合了激光雷达的 TIDS 系统已在北京、成都、太原、香港等地,共 29 条线路,350 列车,完成 1332 台的部署。系统在线持续运行总里程数超过 1000 万公里。

 

北京 17 号线装车示意图

北京 17 号线装车示意图

 

运营过程中,该系统针对平直、弯道、坡道等 100 多种场景,适应性强,能够稳定识别;在雨天、雾天、雪天等恶劣天气场景,仍能保障探测功能的安全性,证明了系统在复杂环境下的安全性、可靠性、稳定性。

 

系统在不同环境下实现稳定识别

系统在不同环境下实现稳定识别

 

通过对 TIDS 系统海量运行数据的分析结果表明,该产品可以突破不同线路条件、不同列车差异、不同天气状况等场景,做到了全场景高可用,解决了全球无人驾驶领域面临的最大难题。

 

车辆行进中实时感知障碍物距离并告警

车辆行进中实时感知障碍物距离并告警

 

SIL4 净空检测 感知追停前车

SIL4 净空检测 感知追停前车

 

Tele-15 雷达探知前方障碍物的产品化实验和工程化推广应用,使运行环境异常状况的主动感知标准化、科学化、高效化,提高运维的质量和效率,为轨道交通运营安全保驾护航;其全场景高可用的特征,也为无人驾驶难题提供了解题思路。

 

 

览沃科技有限公司(Livox)是一家基于 DJI 内部孵化机制的独立公司,致力于 3D 激光雷达技术开发。

 

Livox 成立于 2016 年,立志突破激光雷达行业当前的技术壁垒,通过生产优质可靠且性价比高的激光雷达传感器,降低量产门槛,使该技术得以广泛应用于汽车行业和智慧城市、测绘、移动机器人等领域,并满足不同环境需求。

 

在过去的几年中,Livox 为其独特的传感器设计和旋镜式混合固态激光雷达技术申请了 587 多项专利。自2019 年 1 月推出 Mid 系列产品以来,Livox 已服务超过 1500 多家客户,产品销往包括美国、加拿大、中国、日本和欧盟在内的 26 个国家和地区。