[發明專利]一種基于NFC技術和機器視覺相結合的軌道檢測定位系統

在審

• 申請號: 201811494537.2
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109583407A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 李立明;孫睿;柴曉冬;陳興杰;鄭樹彬
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;H04W4/80
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種基于NFC技術和機器視覺相結合的軌道檢測定位系統，其特征在于，該系統包括：

NFC定位子系統(10)：包括相互連接的軌道信標模塊(01)和NFC傳感器采集模塊(02)；

機器視覺定位子系統(11)：包括圖像采集模塊(03)和圖像處理模塊(04)，所述的圖像處理模塊(04)分別與圖像采集模塊(03)和NFC傳感器采集模塊(02)連接；

定位校正子系統(12)：包括誤差校正模塊(05)和數據處理模塊(06)，所述的數據處理模塊(06)分別與圖像處理模塊(04)和誤差校正模塊(05)連接；

數據傳輸子系統(13)：包括與數據處理模塊(06)連接的通信模塊(07)，所述的通信模塊(07)與遠程數據管理中心通信；

遠程數據管理中心：通過通信網絡與通信模塊(07)通信。

2.根據權利要求1所述的一種基于NFC技術和機器視覺相結合的軌道檢測定位系統，其特征在于，所述的軌道信標模塊(01)包括多個NFC信標芯片，多個NFC信標芯片按定位區間設定間距布設在軌道中間的枕木或軌道扣件上，用以對該枕木或軌道扣件進行唯一標識，并存儲軌道定位區間信息，所述的NFC傳感器采集模塊(02)為一安裝在軌道檢查車車底(9)上的傳感器終端，用以與NFC信標芯片進行點對點的單向或雙向通信，獲取NFC信標芯片存儲的數據。

3.根據權利要求1所述的一種基于NFC技術和機器視覺相結合的軌道檢測定位系統，其特征在于，所述的圖像采集模塊(03)為安裝在軌道檢查車底部的高速攝像機(8)，用以拍攝軌道檢查車通過的每根軌道中間枕木或軌道扣件的圖像信息，并同時將圖像發送給圖像處理模塊(04)，所述的圖像處理模塊(04)根據中間枕木或軌道扣件的圖像信息獲取軌道檢查車行駛的相對位移距離，并以此相對位移距離作為軌道檢查車的絕對位置定位信息。

4.根據權利要求3所述的一種基于NFC技術和機器視覺相結合的軌道檢測定位系統，其特征在于，所述的誤差校正模塊(05)用以計算因軌道檢查車繼續行駛而產生真實相位差對應的相對位置信息，所述的數據處理模塊(06)根據相對位置信息對軌道檢查車的絕對位置定位信息進行誤差校正，獲取軌道檢查車在軌道行進中的真實位置坐標。

5.一種應用如權利要求1-4任一項所述的基于NFC技術和機器視覺相結合的軌道檢測定位系統的定位方法，用以實現在通過GPS技術及其他相關技術無法進行定位情況下的軌道檢查車定位，其特征在于，包括以下步驟：

1)軌道檢查車通過所需完成軌道檢查車定位的軌道區間，并將軌道檢查車的定位信息發送給遠程數據管理中心；

2)軌道檢查車在通過軌道區間過程中，通過NFC傳感器采集模塊掃描等距布設在軌道區間內枕木或軌道扣件處的NFC信標芯片，并獲取該NFC信標芯片所標識的軌道定位區間信息，包括所在枕木或軌道扣件的位置信息、與其相鄰兩個NFC信標芯片所在枕木或軌道扣件的位置信息、軌道的基本參數信息、軌道道岔信息和軌道坡度信息；

3)高速攝像機對軌道區間內的枕木或軌道扣件進行連續拍攝，獲取枕木或軌道扣件圖像；

4)軌道檢查車上的車載計算機內的圖像處理模塊對枕木或軌道扣件圖像進行圖像處理與識別，得到對應枕木或軌道扣件的位置信息，從而獲取軌道絕對定位信息；

5)車載計算機內的誤差校正模塊根據在圖像采集和處理過程中所用的時間，計算得到在該時間間隔內軌道檢查車繼續行駛產生的真實相位差，從而得到軌道檢查車的相對位置信息；

6)數據處理模塊根據軌道定位區間數據信息、軌道絕對定位信息和相對位置信息計算得到軌道檢查車在軌道行進中的真實位置坐標；

7)通信模塊將軌道檢查車在軌道行進中的真實位置坐標實時發送給遠程數據管理中心，獲取軌道檢查車的在所需定位軌道區間內的準確位置，完成軌道檢查車定位。