철도 운송 솔루션을 위한 LiDAR 기술 및 AI 비전 기술(2부 - 기술)

이 글에서는 철도 운송 에서 터널 입구 침입 감지에 있어 LiDAR 기술 과 AI 비전 기술이 어떻게 활용되는지 논의할 것입니다.

I. 기술원리

1. AI 비전 기술

시스템은 시각 센서를 통해 터널 입구 앞의 실시간 영상을 수집해 시스템 호스트로 전송한다. 호스트는 소스 비디오 이미지에 대해 실시간 처리, 분석 및 저장을 수행합니다. 시각적 분석 모듈은 트랙 위의 이물질을 지능적으로 식별하고 이를 비디오 스트림에 표시합니다. 그런 다음 비디오 스트림은 내부 인터페이스를 통해 데이터 융합 처리 모듈로 전송됩니다. 이 시스템은 주로 이물질의 장거리 침입을 탐지하는 데 사용됩니다. 감지 원리는 아래 그림과 같습니다.

육안 검사 회로도

① 카메라 데이터 수집 모듈: LAN을 통해 산업용 카메라로부터 RTSP 스트림 데이터 정보를 수집하고 시스템은 하드 디코딩을 사용하여 인코딩된 데이터를 디코딩합니다.

② 표적 탐지 모듈: 심층 신경망 알고리즘을 사용하여 지능적으로 실시간으로 장애물을 탐지하며, 프로세스에는 특징 추출, 경계 회귀 및 분류자 분류가 포함됩니다.

③ 철도 분할 모듈: 심층 신경망 알고리즘을 사용하여 실시간으로 지능적으로 철도를 식별합니다.

④ 예측 보상 모듈: Kalman 필터 알고리즘을 사용하여 장애물의 실시간 위치를 추적하고 보상합니다.

⑤ 데이터 융합 처리 모듈: 시각 장애물 감지 결과가 데이터 융합 처리 모듈로 전송됩니다. 감지 장면은 그림에 표시됩니다.

장면 감지에 사용되는 AI 비전

2. LiDAR 기술

고정밀 레이저 에코 신호 측정 기술을 기반으로 터널 입구 앞의 포인트 클라우드 데이터를 수집하고 데이터 모델링을 통해 3차원 영상을 구현합니다. 새로 얻은 포인트 클라우드 데이터가 시스템 호스트로 전송됩니다. LiDAR 프로세서는 알고리즘을 결합해 계산 및 분석(기존 데이터와 비교)하고, 전방의 LiDAR에서 감지한 포인트 클라우드 데이터를 저장해 침입 물체의 방향, 크기, 거리에 대한 정보를 얻는다. 논리적 설계를 바탕으로 주로 근거리에서 이물질을 감지하는 데 조기 경고를 제공합니다. LiDAR 기술은 높은 감지 정확도, 정확한 에코 강도 등의 기술적 특성을 가지고 있습니다.

II. 솔루션 소개

1. 솔루션 소개

이 솔루션에는 Neuvition LiDAR가 채택되었으며, 카메라는 고객이 지정한 카메라 또는 Neuvition Technology와 일치하는 시중의 기존 카메라입니다.

이 프로젝트는 고해상도 단선 LiDAR Titan M1과 카메라 획득 모듈을 사용하여 터널 입구의 5차원 스캐닝 및 이미지 획득을 실현합니다. 시스템은 LiDAR 스캐닝을 통해 실시간 포인트 클라우드 데이터를 얻은 후 침입 객체에 대한 실시간 모니터링 및 조기 경고를 위해 클러스터링 및 비교 알고리즘을 사용하여 이 데이터를 분석하고 처리합니다. 동시에 시스템에는 실시간 이미지와 비디오 데이터를 캡처하기 위한 비디오 수집 모듈도 장착되어 있습니다. AI 알고리즘은 침입하는 물체를 식별하고 두 가지 인식 결과를 종합적으로 처리하여 조기 경고 신호를 생성하고 현장 음향 및 조명 경보 모듈을 트리거하는 데 사용됩니다. 또한 시스템에는 플랫폼 수준의 조기 경보를 위해 실시간 포인트 클라우드 데이터와 이미지 데이터를 클라우드 서버로 전송할 수 있는 XNUMXG 무선 통신 기능이 있습니다.

터널 입구에서는 LiDAR와 호스트 컴퓨터로 보완된 카메라를 사용하여 5G 무선 통신 또는 광섬유 통신을 통해 서버와 상호 작용하여 포괄적인 터널 입구 안전 모니터링 및 조기 경보 서비스를 제공합니다.

 터널입구 침입감시 시스템 인터페이스

2. 시스템 아키텍처

LiDAR 기반 철도 터널 입구 침입 감시 시스템은 감지 시스템, 처리 시스템, 결과 출력 시스템의 세 부분으로 나누어진다. 인식 시스템은 고해상도 고체 LiDAR 기술과 카메라 획득 모듈을 사용하여 현장의 5차원 공간 정보와 영상 이미지 정보를 실시간으로 수집한 후 포인트 클라우드 데이터와 이미지 데이터를 처리 시스템으로 전송하여 처리합니다. . 처리 시스템은 LiDAR 포인트 클라우드 데이터에 대한 실시간 알고리즘 처리를 수행하기 위해 에지 계산기로 구현됩니다. 미리 설정된 안전 거리를 초과하면 시스템은 즉시 현장 청각 및 시각 경보에 대한 실시간 경고를 트리거합니다. 동시에 현장의 실시간 데이터는 XNUMXG 통신 모듈을 통해 클라우드 플랫폼으로 전송되어 현장 처리의 원격 보기 및 조정을 실현하고 데이터를 로컬 또는 클라우드 서버에 저장할 수 있습니다. 현장 출력 결과와 역행 결과가 디스플레이 화면에 표시됩니다. 동시에 디스플레이 인터페이스에는 시스템 장비의 관련 매개변수를 설정, 제어 및 조정할 수 있는 대화형 제어 인터페이스가 장착되어 있습니다.

시스템 아키텍처

3. 솔루션의 기능이나 장점

• LiDAR 감지 범위는 200미터에 도달할 수 있으며 시야는 45°*25°입니다.
• 감지 정확도는 99%입니다.
• 이 시스템은 터널 입구의 3차원 모델링 데이터와 영상 데이터를 실시간으로 출력합니다.
• 물체의 크기, 속도, 방향, 모양 및 기타 정보를 출력합니다.
• 연결된 소리와 빛 경보;
• 여러 터널 입구의 동적 관리 및 출력 데이터 보고를 실현합니다.