[發明專利]一種軌道交通裝備導航數據處理系統及方法

有效

• 申請號: 202010127446.6
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111397593B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 魏立明;魏志強;王寧;崔維賢;王繪忠;黃鷹;杜興剛;孫佳隆;張玉石;朱廣文;朱波;李魯賓;陳丕斌
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學;青島杰瑞工控技術有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C15/00;G06F17/10
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 馬千會

本發明屬于數據處理技術領域，涉及軌道交通設備定位導向數據的處理系統及方法。軌道交通裝備導航數據處理系統，包括：地質判斷模塊、自適應選擇模塊；所述地質判斷模塊用于根據輸入的超前鉆數據判斷前方地質類型，將其分為正常地質和非正常地質兩種類型；所述自適應選擇模塊用于根據不同的地質類型選擇不同的處理方式對激光導航數據進行修正處理。本發明的有益效果是：將超前鉆的數據輸入到該處理系統中作為地質判斷依據，并根據地質類型選擇合適的數據處理方法，對導航數據進行修正處理，再將修正后的導航數據輸出，從而實現了定位系統與設備本體之間的閉環控制，能夠較好的適應各種工況，實現大型軌道交通裝備掘進線路的高精度、高準確性。

技術領域

本發明屬于數據處理技術領域，涉及軌道交通設備定位導航數據的處理系統及方法。

背景技術

大型軌道交通掘進裝備(TBM)上都會配有激光導航系統，導向定位系統是保障大型軌道掘進設備定位精度的核心組成部分，通過此系統可以精確地監測TBM在掘進時的位置，并實時計算掘進設備與隧道設計中線的偏差，供設備操作者及時調整軌道設備的掘進方向，使其精確的按隧道的設計方向掘進。

傳統導航定位系統計算出偏差后直接傳輸到操作室上位系統，在正常工況下此系統定位精度基本能夠滿足工況要求。但是在破碎帶、斷層等特殊地質情況下，普通的定位系統就不能很好的實現高精度自動定位，往往需要人工進行校正，對隧道施工的進度產生了嚴重影響。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中軌道交通設備的定位系統無法在特殊地質條件下精確定位的技術問題，提供一種對導航數據進行處理的系統和方法，以達到能夠適應破碎帶、斷層等特殊地質工況的高精度定位的目的，滿足隧道施工的要求。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：一種軌道交通裝備導航數據處理系統，包括：地質判斷模塊、自適應選擇模塊；

所述輸入模塊用于將激光導航系統和超前鉆的數據輸入系統；所述地質判斷模塊用于根據輸入的超前鉆數據判斷前方地質類型，將其分為正常地質和非正常地質兩種類型；

所述自適應選擇模塊用于根據不同的地質類型選擇不同的處理方式對激光導航數據進行修正處理。

進一步地，所述的非正常地質類型包括破碎地帶和斷層地帶。

進一步地，所述的自適應選擇模塊包括濾波模塊和非線性補償模塊；正常地質選擇濾波模塊進行數據處理；非正常地質選擇非線性補償模塊進行數據處理。

進一步地，所述的數據處理系統還包括輸入模塊，所述的輸入模塊用于將導航數據和超前鉆的數據輸入系統。

進一步地，所述的數據處理系統還包括輸出模塊，所述的輸出模塊用于輸出修正后的導航數據。

為了解決本發明的技術問題，本發明還提供一種軌道交通裝備導航數據處理方法，包括：

(1)通過輸入的超前鉆數據判斷前方地質數據，設σ為地質數據，設正常地帶為σ＝1，設破碎地帶等非正常地質為σ＝2；

(2)根據前方的地質類型選擇自適應濾波處理或非線性補償處理，對輸入的激光導航數據進行處理，設F(x₁)為自適應濾波函數，F(x₂)為非線性補償函數，Y(x)為信號輸出，則：

(3)將經過處理的激光導航數據輸出。

進一步地，所述自適應濾波處理中，采用去掉極值地均值濾波方法：

n為導向系統數據的個數，為n個數據中的最大值，為n個數據中的最小值。