[發明專利]一種基于環視相機的捕線器自動定位系統及方法

有效

• 申請號: 201710553768.5
• 申請日: 2017-07-08
• 公開（公告）號: CN107292818B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 楊明;胡兵;王春香;王冰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00;G06T7/80;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

本發明提供一種基于環視相機的捕線器自動定位系統及方法，系統包括采用有線或無線的連接方式連接的數據采集平臺、數據分析平臺、數據顯示平臺；方法包括：1、數據采集模塊生成車輛周圍環境的鳥瞰圖并通過有線或者無線方式傳輸到數據分析平臺；2、數據分析平臺匹配以獲得車輛相對于捕線器的實時位姿；3、數據傳輸模塊實時傳輸1和2的檢測結果和位姿結果到數據顯示平臺，駕駛員利用這些信息輔助定位捕線器；重復步驟1到步驟3進行數據的實時更新，從而實現對捕線器的定位。本發明具有價格低廉、覆蓋范圍廣、定位精度高、受光纖環境因素影響小等優點，可以將信息傳輸給外界客戶端如充電管理系統，也可以輸出到顯示終端輔助駕駛員安全駕駛。

技術領域

本發明涉及無軌電車定位和充電技術領域，具體地，涉及一種基于環視相機的捕線器自動定位系統及方法。

背景技術

公交無軌電車是一種由架空接觸網供電、電動機驅動，不依賴固定軌道行駛的道路公共交通工具。裝備有蓄電池的無軌電車可以在沒有架空接觸網的地方行駛。而蓄電池的充電需要到線路上最近的捕線器，將車輛的雙源導線接口與捕線器連接進行充電。

正常情況下，公交車行駛在指定的路線上，司機聽到相應的標示位后按下開關，雙源導線會自動升起，進入捕線器，進行自動連接。但是有時公交車道上存在行人或者其他車輛，導致公交車不能停到指定的位置，此時不能自動連接。需要知道捕線器的位置，再進行手動連接。

目前使用的手動連接的方式費事費力。而目前使用的一些捕線器自動連接系統均存在一定的不足。例如采用激光雷達傳感器的方法受雨雪霧等環境的影響較大，且成本較高。DGPS的方法受GPS信號的影響較大。因為捕線器通常在公交車上方，采用前視相機的方法容易受到直射陽光的干擾。

經檢索，在2016年1月26號公布的公開號為US9242562的發明專利”System forautomatically connecting and a disconnecting catenary vehicle to and from theoverhead line during travel”,采用一套標定好的的雙目相機作為傳感器，安裝在公交車車頭上方。通過識別車輛上方的架空線來將雙源導線與架空線進行連接。但是雙目相機容易受到陽關直射的干擾，且雙目相機的精度隨著距離的增加下降嚴重。

近些年，環視相機在汽車上的應用越來越多。環視相機具有價格低廉，，覆蓋范圍廣，對陽光魯棒等優點。將其應用于無軌電車的捕線器自動連接系統將有廣闊前景。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于環視相機的捕線器自動定位系統及方法，解決當前無軌電車停車充電時，捕線器自動定位系統魯棒性不強、成本過高的問題。

根據本發明的一個方面，提供一種基于環視相機的捕線器自動定位系統，包括：數據采集平臺、數據分析平臺、數據顯示平臺，其中：

所述數據采集平臺包括由魚眼相機組成的傳感器模塊和傳感器預處理模塊，傳感器模塊用于實時采集六路魚眼相機的原始圖像，傳感器預處理模塊將原始圖像通過去畸變、逆透視變換，獲得車輛周圍場景的鳥瞰圖，并傳輸給數據分析平臺；

所述數據分析平臺包括數據處理模塊、數據存儲模塊和數據傳輸模塊，其中：所述數據處理模塊用于實時獲取傳感器預處理模塊生成的鳥瞰圖以獲得車輛周圍的場景，對捕線器正下方的停車框進行檢測，通過三角定位法以獲得車輛相對于停車框的位置和姿態；所述數據存儲模塊用于實時存儲停車框的檢測結果和車輛相對于停車框的位置和姿態；所述數據傳輸模塊用于將停車框的檢測結果、車輛相對于停車框的位置和姿態信息，實時傳輸到數據顯示平臺；

所述數據顯示平臺，用于實時顯示車輛周圍的場景和停車框的檢測結果，虛擬顯示車輛當前的位姿，為駕駛員提供參考。

優選地，所述的數據采集平臺中，由魚眼相機組成的傳感器模塊通過有線的方式連接傳感器預處理模塊。