Les capteurs laser LiDAR permettent la numérisation des opérations de trains de fret

Aperçu

Pour surveiller les zones de voie lors du manœuvre des trains de fret, même en marche arrière, une équipe de cinq partenaires, dont la FH Aachen, développe un système de surveillance des voies—système d'assistance au manœuvre SAMIRA. Cela implique de fusionner les nuages de points LiDAR avec les données des caméras pour détecter avec précision les objets dans les voies. Cette étape numérique économise des ressources humaines et jette les bases des opérations ferroviaires automatisées, permettant un manœuvre sûr et efficace des trains de fret.

01 Système d'Aide au Manœuvre des Trains de Fret

Défi du Projet

轨道区域的手动监控越来越难以执行。迄今为止，调动货运列车一直是两人的工作。如果列车向后移动，调车助手必须站在最后一节车厢上，通过无线电通知机车司机轨道区域是否有任何障碍物。这项任务必须在风和日丽的天气中执行，而且存在一定的风险，因此很难找到从事此项工作的人员。虽然列车司机可以通过远程控制自己承担这项任务，需要他们在改变方向时必须走遍列车的整个长度，这非常耗时。也不是最佳解决方案。

Solution

Le système d'aide au remorquage des trains de fret développé par l'équipe du projet prend en charge la surveillance des voies et apporte un soutien aux conducteurs de locomotives. Le système d'aide surveille l'ensemble de la zone de voie pendant les manœuvres et détecte les obstacles . Cet appareil portable alimenté par batterie est installé à l'arrière du train. Il contient divers capteurs pour la détection de l'environnement et un ordinateur pour le traitement des données.

Les capteurs intégrés comprennent deux capteurs LiDAR de Blickfeld pour la détection d'obstacles en 3D , une caméra stéréo pour la détection à courte distance, deux caméras supplémentaires fournissant la base de données pour la détection d'objets basée sur des algorithmes et un capteur radar. De plus, le système dispose d'un signal d'avertissement sonore. Le conducteur de la locomotive est équipé d'une tablette dans la cabine qui affiche en temps réel la zone de voie derrière le train et indique les objets, le personnel, les signaux ou autres véhicules dans la zone de surveillance.

Ces objets sont détectés par la fusion d'images de caméra et de nuages de points 3D. Les algorithmes de reconnaissance d'image identifient les zones de voie et les objets sur la base des images de la caméra, mais ils ne peuvent pas déterminer la position exacte des objets ; seule la fusion avec le nuage de points permet cette étape. Assurez-vous que le chemin du train reste dégagé lors de la marche arrière sans l'assistant de manœuvre.

02 Fusion d'images de caméra et de nuages de points 3D LiDAR

在列车调动应用中，Cube1的70°水平视野非常适合密切关注轨道区域，即使在轻微转弯时也是如此。因为铁路运营中的振动非常大，传感器技术必须保证非常稳健 。Blickfeld 传感器的固态特性能够满足以上要求，并且以低廉的价格提供高分辨率的点云数据也很突出。因此，负责LiDAR和摄像头系统的FH Aachen决定将 Blickfeld传感器技术集成到系统中。

Matthias Blumenschein (Assistant de recherche en ingénierie des véhicules ferroviaires, Université des sciences appliquées FH Aachen) a déclaré : "La technologie de capteurs LiDAR de Blickfeld est exactement ce que nous attendions en termes de prix, de résolution et de champ de vision . "

03 Perspectives

Pour protéger plus complètement les opérations de manœuvre des trains, l'étape suivante consistera à introduire un concept de projet pour des modules fixes utilisés dans l'inspection des voies. Derrière les courbes ou autres sections où la visibilité est difficile pour le conducteur, le système peut envoyer des informations en temps réel au poste de conduite afin d'activer le freinage à temps si nécessaire. Dans la deuxième phase, cette technologie peut servir de première étape vers la réalisation d'une opération automatique.