[發(fā)明專利]基于視覺的汽車列車彎道行駛軌跡測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310127237.1
• 申請(qǐng)日: 2013-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN103234542A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林國(guó)余
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20
• 代理公司: 蘇州廣正知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32234
• 代理人: 劉述生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種汽車列車彎道行駛軌跡測(cè)量方法，特別是涉及了一種基于視覺的汽車列車彎道行駛軌跡測(cè)量方法。

背景技術(shù)

???隨著公路運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，汽車列車具有的高承載、經(jīng)濟(jì)、效率等特征受到行業(yè)關(guān)注，逐漸成為長(zhǎng)途物流的主要車型。準(zhǔn)確地獲得汽車列車在行駛過程中的位置軌跡，再經(jīng)過簡(jiǎn)單的測(cè)量運(yùn)算就可以知道汽車列車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，車輛內(nèi)側(cè)與外側(cè)在地面投影形成轉(zhuǎn)向通道軌跡，并可以測(cè)量轉(zhuǎn)向通道最大寬度、前擺值、后擺值和牽引車最后部?jī)蓚?cè)點(diǎn)的實(shí)際位置是否超過通道最大寬度等影響道路通行能力和行駛安全性的參數(shù)，為汽車列車行駛穩(wěn)定性的研究以及智能交通系統(tǒng)（ITS）的發(fā)展提供參數(shù)基礎(chǔ)。

《中華人民共和國(guó)交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》附加要求5.2.1.1中提到，即營(yíng)業(yè)性貨運(yùn)汽車列車沿標(biāo)準(zhǔn)中所述的路線轉(zhuǎn)彎時(shí)，車輛內(nèi)側(cè)與外側(cè)在地面的投影形成轉(zhuǎn)向通道軌跡，其中轉(zhuǎn)向通道最大寬度應(yīng)不大于7.2m，前擺值應(yīng)不大于0.35m，后擺值應(yīng)不大于0.8m。交通行標(biāo)《貨運(yùn)車輛運(yùn)行安全技術(shù)要求》中的附加性能要求也提出“行駛穩(wěn)定性要求，包括側(cè)傾穩(wěn)定性要求、貨運(yùn)汽車列車橫向穩(wěn)定性評(píng)價(jià)參數(shù)限值以及貨運(yùn)車輛轉(zhuǎn)向特性要求”。因此，汽車列車彎道行駛時(shí)的前擺值、后擺值以及轉(zhuǎn)向通道最大寬度等參數(shù)成為判斷汽車列車的彎道行駛安全性的主要性能標(biāo)準(zhǔn)。

準(zhǔn)確地測(cè)量牽引車和掛車在行駛過程中的位置軌跡是研究以上內(nèi)容的基礎(chǔ)。

一種傳統(tǒng)的測(cè)量方法（南京智真電子科技有限公司.用于測(cè)量機(jī)動(dòng)車輛行駛軌跡參數(shù)的液體噴射裝置[P].?CN200810243074.2?,2009-5-6）：在牽引車和掛車底盤中間下方各固定一個(gè)噴槍，在汽車行駛過程中同時(shí)朝下方地面噴射某種白色液體，在地面上形成兩條曲線，這兩條曲線就是噴槍固定點(diǎn)的位置軌跡，再進(jìn)行航位推算就可以知道汽車列車在各個(gè)時(shí)刻的位置軌跡。上述方法存在以下缺點(diǎn)：?

1）在汽車列車轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，由于慣性作用，噴槍所噴出的液體所形成的曲線會(huì)偏離實(shí)際的位置，而且噴出的液體也容易受到周圍氣流的影響，造成較大的誤差。

2）當(dāng)進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)后，地面上的所存的液體不利于重復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)；

3）這種方法準(zhǔn)確率低，漏檢率高，不能完整的檢測(cè)出牽引車行駛的軌跡。

隨著GPS技術(shù)的革新發(fā)展，GPS技術(shù)逐漸的應(yīng)用于汽車列車運(yùn)動(dòng)性能測(cè)試。典型例子是一種基于GPS汽車列車位置軌跡測(cè)量方法（交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所.?一種基于GPS的汽車列車位置軌跡測(cè)量系統(tǒng)及方法[P].?201210177575,?2012.09.19），其原理是：在牽引車部位安裝一套測(cè)向接收機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過數(shù)傳電臺(tái)接收基準(zhǔn)站發(fā)送的位置差分改正數(shù)，實(shí)現(xiàn)雙頻載波相位差分位置解算，得到相對(duì)于基準(zhǔn)站的高精度厘米級(jí)坐標(biāo)，同時(shí)產(chǎn)生測(cè)向改正數(shù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量牽引車的航向信息。在掛車部位安裝移動(dòng)站分系統(tǒng)，移動(dòng)站系統(tǒng)通過數(shù)傳電臺(tái)接收基準(zhǔn)站發(fā)送的位置差分改正數(shù)，實(shí)現(xiàn)雙頻載波相位差分位置解算，得到相對(duì)于基準(zhǔn)站的高精度厘米級(jí)坐標(biāo)。由牽引車的側(cè)向接收機(jī)得到牽引車的航向角以及其天線的高精度運(yùn)動(dòng)軌跡；?由掛車的移動(dòng)站系統(tǒng)得到其天線的高精度運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)而由平面幾何知識(shí)可以推斷出牽引車任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。此方法具有測(cè)量精確、且不受環(huán)境影響的特點(diǎn)，但是其價(jià)格昂貴，使用之前必須對(duì)不同車型都要進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定，操作復(fù)雜，不適用與大范圍推廣應(yīng)用。

隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的迅速發(fā)展，視覺技術(shù)越來越廣泛的用于導(dǎo)航定位研究。一種基于視覺的機(jī)器人室內(nèi)定位導(dǎo)航方法（林國(guó)余，王海等.一種基于視覺的機(jī)器人室內(nèi)定位導(dǎo)航方法[P].?CN201010611473.7,??2011-07-27）是：根據(jù)二維碼的思路，設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單方便、易于識(shí)別、內(nèi)含絕對(duì)位置坐標(biāo)且具有一定糾錯(cuò)能力的人工路標(biāo),將路標(biāo)設(shè)置于天花板上,由安裝在機(jī)器人上且光軸與天花板垂直的攝像機(jī)進(jìn)行拍攝,再通過圖像的閾值分割、連通域提取、輪廓曲線匹配以及路標(biāo)特征識(shí)別一系列步驟定位路標(biāo),解析路標(biāo)中所包含的坐標(biāo)信息,最終通過機(jī)器人的位置估計(jì)算法獲得機(jī)器人當(dāng)前的絕對(duì)位置和航向角。計(jì)算機(jī)視覺方法還用與車輛輔助導(dǎo)航定位方式，典型的是一種基于計(jì)算機(jī)視覺的車輛輔助導(dǎo)航定位方法（郭君兵，郭曉松，左森等.?基于計(jì)算機(jī)視覺的車輛輔助導(dǎo)航定位方法[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2005,25(7),43-53），通過隔行累加基礎(chǔ)上的Hough變換檢測(cè)出導(dǎo)航標(biāo)尺的位置，分析車輛導(dǎo)航定位所需的信息量，并根據(jù)導(dǎo)航標(biāo)尺給駕駛員實(shí)時(shí)提供角度和位置信息。。

發(fā)明內(nèi)容