本發明涉及軌道交通運營與安全綜合保障技術領域，尤其是涉及一種鐵路線路異物識別方法及系統。

背景技術：

目前，我國鐵路建設力度日益加大，在新建鐵路跨越或鄰近既有線施工過程中，經常發生機械、機具、人員及施工材料侵入既有線限界的情況，對既有線的安全運行造成極大的安全隱患。同時，在山區和隧道出入口，經常存在落石等突發危害，嚴重危機鐵路運輸安全。因此，準確及時地識別高速鐵路線路上的異物是保證軌道交通安全運營的關鍵。

現有技術中，對于鐵路線路的異物檢測方法可以分為接觸式和非接觸式兩類。應用較成熟的是接觸式的防護網技術，但是，防護網的大范圍安裝比較困難，而且一旦破損及時修復較為困難。該技術只能檢測掉落在防護網上的較大物體，對于纖細的鋼筋和越過防護網掉落到軌道平面的物體無法檢測，也無法判斷物體的大小與位置。非接觸式方法包括基于紅外、激光和視頻的方法，紅外和激光多采用幕墻方案，可以準確檢測穿過檢測幕墻的物體，但是檢測范圍比較小，多用于重點地段的檢測，無法實現大范圍內全線覆蓋的異物侵入檢測?；谝曨l的入侵檢測廣泛應用于安防領域，大多采用單一攝像機進行檢測，當前的技術對于道口鐵軌區域靜止障礙物、彎道區域動目標和靜目標，還無法有效的識別。

綜上，現有技術中的鐵路線路異物識別系統的檢測尺度都較為單一，只是進行了局部的檢測，未構成全方位檢測體系，系統獲取的信息不夠全面，信息的融合度低。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鐵路線路異物識別方法及系統，以緩解現有技術中的鐵路線路異物識別系統的檢測尺度單一，檢測范圍小以及獲取的信息不夠全面的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種鐵路線路異物識別系統，所述系統包括：

靜態滯空平臺，用于獲取鐵路線路的第一圖像信息，對所述第一圖像信息進行處理得到第一組線路數據，并將所述第一組線路數據發送至異物識別裝置；

動態滯空平臺，用于獲取所述鐵路線路的第二圖像信息，對所述第二圖像信息進行處理得到第二組線路數據，并將所述第二組線路數據發送至所述異物識別裝置，其中，所述靜態滯空平臺的工作高度高于所述動態滯空平臺的工作高度；

多個監控裝置，所述多個監控裝置在地面沿所述鐵路線路設置，用于獲取所述鐵路線路的第三圖像信息，對所述第三圖像信息進行處理得到第三組線路數據，并向所述異物識別裝置發送所述第三組線路數據；

其中，線路數據包括標記了存在異物的圖像數據或標記了不存在所述異物的圖像數據；

所述異物識別裝置，分別與所述靜態滯空平臺、所述動態滯空平臺和所述多個監控裝置通信連接，用于根據所述第一組線路數據或所述第二組線路數據或所述第三組線路數據判斷所述鐵路線路是否存在所述異物；

如果判斷出存在所述異物，所述異物識別裝置對所述第一組線路數據、所述第二組線路數據和所述第三組線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，得到第一處理結果，以根據所述第一處理結果生成報警信號，其中，所述第一處理結果包括以下至少之一：所述異物的種類，所述異物的大小，所述異物的位置，所述異物的狀態。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述靜態滯空平臺包括：充氣部件、第一檢測部件、第一處理部件和第一通信部件，其中，

所述充氣部件，用于控制所述靜態滯空平臺處于靜態滯空狀態；

所述第一檢測部件設置在所述充氣部件上，用于檢測所述第一圖像信息；

所述第一處理部件與所述第一檢測部件電連接，用于接收所述第一檢測部件發送的所述第一圖像信息，并對所述第一圖像信息進行處理，得到所述第一組線路數據；

所述第一處理部件通過所述第一通信部件與所述異物識別裝置通信連接，用于將所述第一組線路數據發送至所述異物識別裝置。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述動態滯空平臺包括：飛行器，第二檢測部件、第二處理部件和第二通信部件；

所述飛行器用于控制所述動態滯空平臺處于動態滯空狀態，其中，所述動態滯空狀態包括：長航時動態滯空狀態和/或變模態靈巧動態滯空狀態；

所述第二檢測部件設置于所述飛行器的下端，用于檢測所述第二圖像信息；

所述第二處理部件與所述第二檢測部件電連接，用于接收所述第二檢測部件發送的所述第二圖像信息，并對所述第二圖像信息進行處理，得到所述第二組線路數據；

所述第二處理部件通過所述第二通信部件與所述異物識別裝置通信連接，用于將所述第二組線路數據發送至所述異物識別裝置。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，所述多個監控裝置包括：分別設置于外殼內的第三檢測部件、第三處理部件和第三通信部件；

所述第三檢測部件，用于檢測所述第三圖像信息；

所述第三處理部件與所述第三檢測部件電連接，用于接收所述第三檢測部件發送的所述第三圖像信息，并對所述第三圖像信息進行處理，得到所述第三組線路數據；

所述第三處理部件通過所述第三通信部件與所述異物識別裝置通信連接，用于將所述第三組線路數據發送至所述異物識別裝置。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，所述系統還包括地面信息采集裝置，其中，所述地面信息采集裝置與所述異物識別裝置通信連接，用于采集目標設備的異常信息，并將所述異常信息發送至所述異物識別裝置，其中，所述異物識別裝置在接收到所述異常信息之后，將所述異常信息與所述第一處理結果進行分析處理，得到第二處理結果，以根據所述第二處理結果生成報警信號，所述目標設備為所述鐵路線路所處環境的任一種地面設備。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，所述系統還包括：調度中心；

所述調度中心與所述異物識別裝置通信連接，用于接收所述異物識別裝置發送的所述報警信號，根據所述報警信號向運行在所述鐵路線路的列車發送指示信號，以根據所述指示信號控制所述列車調整運行狀態。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，所述第一圖像信息為第一尺度空間的圖像信息，所述第二圖像信息為第二尺度空間的圖像信息，所述第三圖像信息為第三尺度空間的圖像信息，其中，所述第一尺度空間，所述第二尺度空間和所述第三尺度空間依次減小。

第二方面，本發明實施例還提供了一種鐵路線路異物識別方法，包括：

獲取鐵路線路的第一圖像信息、第二圖像信息和第三圖像信息；

對所述第一圖像信息、所述第二圖像信息和所述第三圖像信息進行處理，分別得到第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據；

其中，線路數據包括標記了存在異物的圖像數據或標記了不存在所述異物的圖像數據；

根據所述第一組線路數據或所述第二組線路數據或所述第三組線路數據判斷所述鐵路線路是否存在所述異物；

如果判斷出存在所述異物，對所述第一組線路數據、所述第二組線路數據和所述第三組線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，得到第一處理結果，以根據所述第一處理結果生成報警信號，其中，所述第一處理結果包括以下至少之一：所述異物的種類、所述異物的大小、所述異物的位置、所述異物的狀態。

結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，對所述第一圖像信息、所述第二圖像信息和所述第三圖像信息進行處理，分別得到第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據包括：

利用背景差分法，對所述第一圖像信息、所述第二圖像信息和所述第三圖像信息進行處理，分別得到所述第一組線路數據、所述第二組線路數據和所述第三組線路數據。

結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，在對所述第一組線路數據、所述第二組線路數據和所述第三組線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，得到第一處理結果之后，所述方法還包括：

采集目標設備的異常信息，其中，所述目標設備為所述鐵路線路所處環境的任一種地面設備；

將所述異常信息與所述第一處理結果分析處理，得到第二處理結果；

根據所述第二處理結果生成報警信號；

如果確定出生成所述報警信號，則根據所述報警信號向運行在所述鐵路線路的列車發送指示信號，以根據所述指示信號控制所述列車調整運行狀態。

本發明實施例帶來了以下有益效果：本發明實施例提供的一種鐵路線路異物識別方法及系統，該系統包括：靜態滯空平臺，用于獲取鐵路線路的第一圖像信息，對第一圖像信息進行處理得到第一組線路數據，并將第一組線路數據發送至異物識別裝置；動態滯空平臺，用于獲取鐵路線路的第二圖像信息，對第二圖像信息進行處理得到第二組線路數據，并將第二組線路數據發送至異物識別裝置，其中，靜態滯空平臺的工作高度高于動態滯空平臺的工作高度；多個監控裝置，多個監控裝置在地面沿鐵路線路設置，用于獲取鐵路線路的第三圖像信息，對第三圖像信息進行處理得到第三組線路數據，并向異物識別裝置發送第三組線路數據，其中，線路數據包括標記了存在異物的圖像數據或標記了不存在異物的圖像數據；異物識別裝置，分別與靜態滯空平臺、動態滯空平臺和多個監控裝置通信連接，用于根據第一組線路數據或第二組線路數據或第三組線路數據判斷鐵路線路是否存在異物；如果判斷出存在異物，異物識別裝置對第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，得到第一處理結果，以根據第一處理結果生成報警信號，其中，第一處理結果包括以下至少之一：異物的種類、異物的大小、異物的位置、異物的狀態。

與現有技術中通過接觸式和非接觸式對鐵路線路的異物進行檢測的方式相比，其通過靜態滯空平臺、動態滯空平臺和多個監控裝置分別獲取第一圖像信息、第二圖像信息和第三圖像信息，分別對得到的第一圖像信息、第二圖像信息和第三圖像信息進行處理得到第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據，將處理得到的第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據發送至異物識別裝置，異物識別裝置根據第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據中的一組線路數據判斷鐵路線路是否存在異物，如果判斷出存在異物，異物識別裝置對第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，得到第一處理結果，第一處理結果包括以下至少之一：異物的種類、異物的大小、異物的位置、異物的狀態。該系統可以獲取鐵路線路上不同尺度空間的圖像信息，并能夠對不同尺度空間的圖像信息進行處理得到線路數據，然后異物識別裝置根據任何一種線路數據判斷鐵路線路是否存在異物，若存在異物，再進一步對線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，得到第一處理結果，該系統的檢測尺度多樣化，能夠實現全方位的檢測并且處理得到的異物的信息更加全面，緩解了現有技術中的鐵路線路異物識別系統的檢測尺度單一，檢測范圍小以及獲取的信息不夠全面的技術問題。

本發明的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，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

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種鐵路線路異物識別系統的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種優選的鐵路線路異物識別系統的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種鐵路線路異物識別方法的流程圖；

圖4為本發明實施例提供的一種得到第一處理結果之后，鐵路線路異物識別方法的流程圖。

圖標：1-鐵路線路異物識別系統；11-靜態滯空平臺；12-動態滯空平臺；13-多個監控裝置；14-異物識別裝置；15-地面信息采集裝置；16-調度中心；111-充氣部件；112-第一檢測部件；113-第一處理部件；114-第一通信部件；121-飛行器；122-第二檢測部件；123-第二處理部件；124-第二通信部件；131-第三檢測部件；132-第三處理部件；133-第三通信部件。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

目前，現有技術中，一般是通過接觸式或非接觸式檢測系統對鐵路線路的異物進行檢測，但是，現有的接觸式或非接觸式檢測系統的檢測尺度比較單一，只能進行局部的檢測且檢測得到的信息不夠全面，實用性較差?；诖?，本發明實施例提供的一種鐵路線路異物識別方法及系統，可以對不同尺度空間的圖像信息進行處理得到線路數據，然后異物識別裝置根據任何一種線路數據判斷鐵路線路是否存在異物，若存在異物，再進一步對線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，得到第一處理結果，該系統的檢測尺度多樣化，能夠實現全方位的檢測并且處理得到的異物的信息更加全面。

為便于對本實施例進行理解，首先對本發明實施例所公開的一種鐵路線路異物識別系統進行詳細介紹。

一種鐵路線路異物識別系統1，參考圖1，該系統包括：

靜態滯空平臺11，用于獲取鐵路線路的第一圖像信息，對第一圖像信息進行處理得到第一組線路數據，并將第一組線路數據發送至異物識別裝置14；

動態滯空平臺12，用于獲取鐵路線路的第二圖像信息，對第二圖像信息進行處理得到第二組線路數據，并將第二組線路數據發送至異物識別裝置14，其中，靜態滯空平臺11的工作高度高于動態滯空平臺12的工作高度；

多個監控裝置13(圖1中多個監控裝置13用監控裝置a、監控裝置b，…監控裝置n表示)，多個監控裝置13在地面沿鐵路線路設置，用于獲取鐵路線路的第三圖像信息，對第三圖像信息進行處理得到第三組線路數據，并向異物識別裝置14發送第三組線路數據；

其中，線路數據包括標記了存在異物的圖像數據或標記了不存在異物的圖像數據，并且線路數據包括第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據；

異物識別裝置14，分別與靜態滯空平臺11、動態滯空平臺12和多個監控裝置13通信連接，用于根據第一組線路數據或第二組線路數據或第三組線路數據判斷鐵路線路是否存在異物；

如果判斷出存在異物，異物識別裝置14對第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，得到第一處理結果，以根據第一處理結果生成報警信號，其中，第一處理結果包括以下至少之一：異物的種類、異物的大小、異物的位置、異物的狀態。

滯空是一個專有名詞，是指籃球運動員的一項技術動作，指運動員跳起離地之后在空中平穩飛行好像停滯在空中。在本發明實施例中，靜態滯空平臺11的高度一般比平流層的高度高一些，采用的是柔性組合式充氣結構，有一定的抗風能力，在平流層上空基本保持靜止的狀態，所以稱之為靜態滯空平臺11。它能夠獲取第一圖像信息，并能夠對第一圖像信息進行處理得到第一組線路數據，其中，第一圖像信息是以圖片的形式存在，得到的第一組線路數據包括標記了存在異物的圖像數據或標記了不存在異物的圖像數據，可以為多個。

在本發明實施例中，動態滯空平臺12主要是基于飛行器121實現的，具體的，飛行器121可以為無人機，本發明實施例對其不做具體限制。一般的無人機的飛行高度在2千米以上，但比靜態滯空平臺11的高度低，能夠按照預設的區域、預設的航線進行巡航，獲取第二圖像信息，并對第二圖像信息進行處理得到第二組線路數據，第二組線路數據也包括標記了存在異物的圖像數據或標記了不存在異物的圖像數據，可以為多個。當動態滯空平臺12得到的第二組線路數據為標記了存在異物的圖像數據時，該動態滯空平臺12能夠自行改變航線，對異物進行跟蹤。

多個監控裝置13，設置于地面，具體是等距離設置在鐵路線路的內側或外側，能夠獲取第三圖像信息，并對第三圖像信息進行處理得到第三組線路數據，其中，第三組線路數據也包括標記了存在異物的圖像數據或標記了不存在異物的圖像數據，也可以為多個，。

另外，在地面上還設置有異物識別裝置14，異物識別裝置14分別與靜態滯空平臺11、動態滯空平臺12、多個監控裝置13通信連接，接收靜態滯空平臺11、動態滯空平臺12、多個監控裝置13分別發送的第一組線路數據、第二組線路數據、第三組線路數據，分別根據每一組線路數據判斷鐵路線路是否存在異物，如果判斷出存在異物，對第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，得到第一處理結果，以根據第一處理結構生成報警信號。第一處理結果包含有異物的屬性(或詳細)信息，具體可以有鐵路線路上異物的種類(比如是碎石還是施工的機具等)、異物的大小、異物的位置和異物的狀態，這里的異物的狀態包括異物運動的狀態、異物運動的方向、異物運動的速度以及異物靜止的狀態等具體信息。

當異物識別裝置14判斷出存在異物后，對第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，具體可以包括：若發現第一組線路數據中存在異物，首先根據第一組線路數據中標記了存在異物的圖像數據確定異物出現的位置以及出現的時間，然后根據異物出現的位置以及出現的時間可以調取在同樣位置和同樣時間的第二組線路數據和/或第三組線路數據中標記了存在異物的圖像數據，這樣就可以對異物在不同空間尺度內進行檢測，得到更加詳細準確的異物信息。

此外，靜態滯空平臺11、動態滯空平臺12、多個監控裝置13與異物識別裝置14的通信過程是由專用的通信通道實現的，該專用的通信通道傳輸距離遠、帶寬高、傳輸速度快，能夠實現數據(或信息)的遠距離、快速、穩定的傳輸。

本發明實施例提供的一種鐵路線路異物識別系統，該系統包括：靜態滯空平臺，用于獲取鐵路線路的第一圖像信息，對第一圖像信息進行處理得到第一組線路數據，并將第一組線路數據發送至異物識別裝置；動態滯空平臺，用于獲取鐵路線路的第二圖像信息，對第二圖像信息進行處理得到第二組線路數據，并將第二組線路數據發送至異物識別裝置，其中，靜態滯空平臺的工作高度高于動態滯空平臺的工作高度；多個監控裝置，多個監控裝置在地面沿鐵路線路設置，用于獲取鐵路線路的第三圖像信息，對第三圖像信息進行處理得到第三組線路數據，并向異物識別裝置發送第三組線路數據，其中，線路數據包括標記了存在異物的圖像數據或標記了不存在異物的圖像數據；異物識別裝置，分別與靜態滯空平臺、動態滯空平臺和多個監控裝置通信連接，用于根據第一組線路數據或第二組線路數據或第三組線路數據判斷鐵路線路是否存在異物；如果判斷出存在異物，異物識別裝置對第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，得到第一處理結果，以根據第一處理結果生成報警信號，其中，第一處理結果包括以下至少之一：異物的種類、異物的大小、異物的位置、異物的狀態。

與現有技術中通過接觸式和非接觸式對鐵路線路的異物進行檢測的方式相比，其通過靜態滯空平臺、動態滯空平臺和多個監控裝置分別獲取第一圖像信息、第二圖像信息和第三圖像信息，分別對得到的第一圖像信息、第二圖像信息和第三圖像信息進行處理得到第一組線路數據，第二組線路數據和第三組線路數據，將處理得到的第一組線路數據，第二組線路數據和第三組線路數據發送至異物識別裝置，異物識別裝置根據第一組線路數據，第二組線路數據和第三組線路數據中的一組線路數據判斷鐵路線路是否存在異物，如果判斷出存在異物，異物識別裝置對第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，得到第一處理結果，第一處理結果包括以下至少之一：異物的種類，異物的大小，異物的位置，異物的狀態。該系統可以獲取鐵路線路上不同尺度空間的圖像信息，并能夠對不同尺度空間的圖像信息進行處理得到線路數據，然后異物識別裝置根據任何一種線路數據判斷鐵路線路是否存在異物，若存在異物，再進一步對線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，得到第一處理結果，該系統的檢測尺度多樣化，能夠實現全方位的檢測并且處理得到的異物的信息更加全面，緩解了現有技術中的鐵路線路異物識別系統的檢測尺度單一，檢測范圍小以及獲取的信息不夠全面的技術問題。

上述內容是從整體上描述了鐵路線路異物識別系統1的結構，參考圖2，下面對鐵路線路異物識別系統1的具體結構進行詳細說明。

靜態滯空平臺11包括：充氣部件111、第一檢測部件112、第一處理部件113和第一通信部件114，其中，

充氣部件111，用于控制靜態滯空平臺11處于靜態滯空狀態；

第一檢測部件112設置在充氣部件111上，用于檢測第一圖像信息；

第一處理部件113與第一檢測部件112電連接，用于接收第一檢測部件112發送的第一圖像信息，并對第一圖像信息進行處理，得到第一組線路數據；

第一處理部件113通過第一通信部件114與異物識別裝置14通信連接，用于將第一組線路數據發送至異物識別裝置14。

在本發明實施例中，充氣部件111是一種柔性組合式充氣結構，優選為氣艇，它能夠使靜態滯空平臺11處于靜態滯空狀態，飛行高度高，一般在平流層上空，載荷量大，滯空時間長，可以支撐臨空巡航，提供抗風動力。具體的，該氣艇飛行高度保持在20Km，載荷達500Kg，滯空時間長達180天。本發明中的充氣部件111也可以為其它能夠實現靜態滯空的其它器件，本發明實施例對其不做具體限制。

在充氣部件111的下端設置有第一檢測部件112，在本發明實施例中，優選的第一檢測部件112為紅外光電吊艙，紅外光電吊艙的分辨率高，可在高空完成實時成像工作。具體的，它的分辨率低于1m，工作高度可高于20Km，紅外分辨率大于5m。另外，需要說明的是，本發明中的第一檢測部件112也可以為其它能夠實現成像的部件，本發明實施例對其不做具體限制。

第一檢測部件112檢測得到第一圖像信息后，將第一圖像信息發送至與其電連接的第一處理部件113，第一處理部件113對第一圖像信息進行處理得到第一組線路數據，并通過第一通信部件114將第一組線路數據發送至異物識別裝置14。

進一步的，參考圖2，動態滯空平臺12包括：飛行器121、第二檢測部件122、第二處理部件123和第二通信部件124；

飛行器121用于控制動態滯空平臺12處于動態滯空狀態，其中，動態滯空狀態包括：長航時動態滯空狀態和/或變模態靈巧動態滯空狀態；

第二檢測部件122設置于飛行器121的下端，用于檢測第二圖像信息；

第二處理部件123與第二檢測部件122電連接，用于接收第二檢測部件122發送的第二圖像信息，并對第二圖像信息進行處理，得到第二組線路數據；

第二處理部件123通過第二通信部件124與異物識別裝置14通信連接，用于將第二組線路數據發送至異物識別裝置14。

在本發明實施例中，動態滯空平臺12是基于飛行器121實現的，優選的，本發明實施例中飛行器121可以為無人機，本發明實施例對其不做具體限制?；跓o人機的動態滯空平臺12的滯空高度高，巡航距離長，載荷能力大，能夠完成長航時，定區域、定航線巡航的任務。為了能夠更好的達到巡航的目的，無人機可以變換形態，使動態滯空平臺12處于兩種不同的動態滯空狀態，分別為長航時動態滯空狀態和變模態靈巧動態滯空狀態，從而可以根據需要改變形態完成不同地點的巡航任務。

當處于長航時動態滯空狀態時，滯空高度大于2Km，巡航距離大于200Km，載荷能力大于10Kg，滯空時間大于4小時。

當處于變模態靈巧動態滯空狀態時，滯空高度大于2Km，巡航距離大于10Km，載荷能力大于5Kg，滯空時間大于1小時，靈活性強，可獲取隧道內等鐵路沿線特殊區域內的圖像信息。

在飛行器121的下端設置有第二檢測部件122，在本發明實施例中，優選的第二檢測部件122為激光雷達，激光雷達的工作高度高，作用距離長。分辨率低于10cm，工作高度可以高于1Km，作用距離大于1Km。另外，需要說明的是，本發明中的第二檢測部件122也可以為其它相關的部件，本發明實施例對其不做具體限制。

第二檢測部件122檢測得到第二圖像信息后，將第二圖像信息發送至與其電連接的第二處理部件123，第二處理部件123對第二圖像信息進行處理得到第二組線路數據，并通過第二通信部件124將第二組線路數據發送至異物識別裝置14。

進一步的，參考圖2，多個監控裝置13(圖2中示出了只有一個監控裝置的情況)包括：分別設置于外殼內的第三檢測部件131、第三處理部件132和第三通信部件133；

第三檢測部件131，用于檢測第三圖像信息；

第三處理部件132與第三檢測部件131電連接，用于接收第三檢測部件131發送的第三圖像信息，并對第三圖像信息進行處理，得到第三組線路數據；

第三處理部件132通過第三通信部件133與異物識別裝置14通信連接，用于將第三組線路數據發送至異物識別裝置14。

在本發明實施例中，第三檢測部件131優選為監控相機，也可以為其它能夠實現監控的裝置，本發明實施例對其不做具體限制。監控相機可以獲取第三圖像信息。

第三檢測部件131檢測得到第三圖像信息后，將第三圖像信息發送至與其電連接的第三處理部件132，第三處理部件132對第三圖像信息進行處理得到第三組線路數據，并通過第三通信部件133將第三組線路數據發送至異物識別裝置14。

進一步的，參考圖2，鐵路線路異物識別系統1還包括地面信息采集裝置15，其中，地面信息采集裝置15與異物識別裝置14通信連接，用于采集目標設備的異常信息，并將異常信息發送至異物識別裝置14，其中，異物識別裝置14在接收到異常信息之后，將異常信息與第一處理結果進行分析處理，得到第二處理結果，以根據第二處理結果生成報警信號，目標設備為鐵路線路所處環境的任一種地面設備。

在本發明實施例中，除了包括以上的兩種滯空平臺和多個監控裝置外，還包括地面信息采集裝置15，具體包括多種傳感器，即地面上還設置有用于檢測目標設備異常的各種傳感器。

在鐵路線路所處的環境中，包含有多種地面設備，比如通信基站、護欄、接觸網供電線等，當上述地面設備(即目標設備)出現異常狀況時，地面信息采集裝置15可以獲取得到目標設備的異常信息，并將這些異常信息發送至異物識別裝置14，異物識別裝置14將接收到的異常信息與第一處理結果進行分析處理，得到第二處理結果，以根據第二處理結果生成報警信號。具體的，只要有異常信息和/或第一處理結果時，異物識別裝置14即生成報警信號。

進一步的，鐵路線路異物識別系統1還包括：調度中心16，參考圖2；

調度中心16與異物識別裝置14通信連接，用于接收異物識別裝置14發送的報警信號，根據報警信號向運行在鐵路線路的列車發送指示信號，以根據指示信號控制列車調整運行狀態。

具體的，異物識別裝置14為具有異物識別、處理軟件的電腦設備，在異物識別裝置14生成報警信號后，將報警信號發送至調度中心16，調度中心16就可以根據報警信號向在鐵路線路的列車發送指示信號，以根據指示信號控制列車調整運行狀態。這里的運行狀態主要是指緊急制動，也可以包括其它的運行狀態。

另外，鐵路線路的列車之間也可以進行通信，將報警信號也傳遞給其它的列車。

需要說明的是，第一圖像信息為第一尺度空間的圖像信息，第二圖像信息為第二尺度空間的圖像信息，第三圖像信息為第三尺度空間的圖像信息，其中，第一尺度空間，第二尺度空間和第三尺度空間依次減小。所以，靜態滯空平臺11可以認為是大尺度空間平臺，動態滯空平臺12可以認為是中等尺度空間平臺，多個監控裝置13可以認為是小尺度空間平臺。

此外，上述得到的第一處理結果以及第二處理結果除了能夠對列車的行駛進行指導外，也可以為安全檢測提供可靠的保障，同時還可以進一步的挖掘出安全隱患。

本發明實施例提供的一種鐵路線路異物識別系統1，通過靜態滯空平臺11、動態滯空平臺12以及多個監控裝置13，形成了一個多尺度全方位的機器視覺體系，使得檢測范圍足夠全面，整個系統具備“看得全”的特點；同時，本發明通過專用的通信通道，使得系統的通信可以立體可靠，協同傳輸，有效信息可以及時共享，具備“傳得好”的特點。小尺度空間平臺(即多個監控裝置13)可以為較大尺度空間平臺(即靜態滯空平臺11和動態滯空平臺12)提供更為具體的信息，同時，較大尺度空間平臺可輔助小尺度空間平臺進行異物的跟蹤。通過大量信息的融合與處理，可以全方位立體感知并進行全息化隱患挖掘與預警，可以及時全面對鐵路線路進行異物入侵的檢測，具備“判得準”的特點。

參考圖3，本發明實施例還提供了一種鐵路線路異物識別方法，包括：

S301、獲取第一圖像信息、第二圖像信息和第三圖像信息；

具體的，第一圖像信息、第二圖像信息和第三圖像信息的獲取分別通過靜態滯空平臺11、動態滯空平臺12和多個監控裝置13獲取得到的，具體的內容可以參考以上系統部分中描述的內容，在此不再進行贅述。

S302、對第一圖像信息、第二圖像信息和第三圖像信息進行處理，分別得到第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據；

其中，線路數據包括標記了存在異物的圖像數據或標記了不存在異物的圖像數據；

具體的，利用背景差分法，對第一圖像信息、第二圖像信息和第三圖像信息進行處理，分別得到第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據。其中，背景差分法是利用當前圖像與背景圖像的差分來檢測出運動區域的一種技術。它一般能夠提供最完全的特征數據，但對于動態場景的變化，如光照和外來無關事件的干擾等特別敏感。該算法，首先選取背景中的一幅或幾幅圖像的平均作為背景圖像，然后把以后的序列圖像當前幀和背景圖像相減，進行背景消去。若所得到的像素數大于某一閾值，則判定被監控場景中有運動物體，從而得到運動目標，在這里該運動目標具體是指異物。得到的線路數據包括標記了存在異物的圖像數據或標記了不存在異物的圖像數據，可以為多個。

S303、根據第一組線路數據或第二組線路數據或第三組線路數據判斷鐵路線路是否存在異物，如果判斷出存在異物，執行步驟S3041，如果判斷出不存在異物，執行步驟S3042；

在該步驟中，分析的過程具體是在異物識別裝置中完成的，在系統部分已進行過詳細介紹，這里就不再贅述。

S3041、對第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，得到第一處理結果，以根據第一處理結果生成報警信號，其中，第一處理結果包括以下至少之一：異物的種類、異物的大小、異物的位置、異物的狀態。

融合處理的過程已在系統部分進行了詳細說明，在此不再進行贅述。

S3042、得到鐵路線路的狀態數據，其中，鐵路線路的狀態數據包括第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據。

進一步的，參考圖4，在對第一組線路數據、第二組線路數據和第三組線路數據中的至少兩組線路數據進行融合處理，得到第一處理結果之后，方法還包括：

S401、采集目標設備的異常信息，其中，目標設備為鐵路線路所處環境的任一種地面設備；

S402、將異常信息與第一處理結果分析處理，得到第二處理結果；

S403、根據第二處理結果生成報警信號；

S404、如果確定出生成報警信號，則根據報警信號向運行在鐵路線路的列車發送指示信號，以根據指示信號控制列車調整運行狀態。

以上步驟S401～步驟S404中內容在系統部分已進行了詳細介紹，這里將不再贅述。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統和裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

另外，在本發明實施例的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中?；谶@樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，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，或者網絡設備等)執行本發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。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

最后應說明的是：以上所述實施例，僅為本發明的具體實施方式，用以說明本發明的技術方案，而非對其限制，本發明的保護范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神和范圍，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。