[發明專利]一種基于圖像識別的磁懸浮列車主動導向方法及系統

有效

• 申請號: 202010595101.3
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111873809B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 鄧永芳;曾金成;楊杰;楊斌
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: B60L13/06
• 分類號: B60L13/06;B61C17/12;B61F5/52;G06T7/00;G06T7/13;G06T7/12
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 趙亞飛

本發明提供一種基于圖像識別的磁懸浮列車主動導向方法及系統。其包括：轉向架、圖像識別傳感器、控制器、控制電機、錐齒減速器和驅動軸。本發明利用圖像識別傳感器實時獲取磁懸浮列車運行過程中的軌道圖像，通過控制器對軌道圖像進行檢測，從而識別出磁懸浮列車即將駛入的磁懸浮軌道的狀態，再根據所述磁懸浮軌道的狀態解析出磁懸浮列車所對應的行駛速度和轉向架轉動角度，根據該行駛速度和轉動角度輸出相應的驅動控制信號控制磁懸浮列車減速并驅動所述驅動軸相對所述轉向架向左或向右偏轉相應角度實現列車的轉向。本發明所提供的基于圖像識別的磁懸浮列車主動導向系統，可以實現系統的智能化控制，且對列車地實時控制保證列車的穩定性和可控性。

技術領域

本發明涉及磁懸浮導向技術，具體而言涉及一種基于圖像識別的磁懸浮列車主動導向方法及系統。

背景技術

普通輪軸結構的軌道車輛主要依靠輪軌關系實現列車的導向功能。而磁懸浮列車的導向裝置主要有機械式導向系統和常導磁吸式的導向系統。

機械式導向系統目前常用的有兩種方式：1是在車輛兩側安裝導向輪，通過車體上的導向輪與導軌側面滾動摩擦從而產生復原力，這個力與列車沿曲線行駛時的側向力相平衡，使列車沿著導軌中心線行駛；2是在車體底部安裝液壓導向裝置，當列車行駛在彎道時，一位滑臺的動作帶動第一液壓缸的運動，同時相連的液壓缸也隨之動作，完成轉彎的動作。

常導磁吸式的導向系統與懸浮系統類似，是在列車兩側面安裝一組專門用于導向的電磁鐵，使車體與導軌保持一定的間隙。當列車左右偏移時，車上的導向電磁鐵與導軌的相互作用，從而使列車恢復到中間位置。

上述現有的磁懸浮列車在通過彎道或者導向時需要有外力輔助作用于列車的導向系統，可稱該種列車導向系統為被動導向系統。被動導向系統是無法自主控制的，整個系統的穩定性無法保證，且主動調控能力差，智能化運行控制難度大。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種基于圖像識別的磁懸浮列車主動導向方法及系統，本發明利用視覺傳感器檢測軌道邊線，對磁懸浮列車提供主動導向，能夠保證列車運行的穩定性，提高系統的智能化程度。本發明具體采用如下技術方案。

首先，為實現上述目的，提出一種基于圖像識別的磁懸浮列車主動導向系統，其包括：

轉向架，其連接在磁懸浮列車與磁懸浮軌道之間；

圖像識別傳感器，其設置在所述轉向架的端部，用于實時獲取磁懸浮列車運行過程中的軌道圖像；

控制器，其與所述圖像識別傳感器通信連接，用于接收所述軌道圖像，對軌道圖像進行預處理，然后執行對軌道邊界線的檢測，獲得磁懸浮列車即將駛入的磁懸浮軌道的狀態，再根據所述磁懸浮軌道的狀態解析出磁懸浮列車所對應的行駛速度和轉向架轉動角度，輸出相應的驅動控制信號；

控制電機，其連接所述控制器，接收控制器所輸出的驅動控制信號并根據所述驅動控制信號驅動其電機軸旋轉；

錐齒減速器，其一端與所述控制電機的電機軸嚙合連接，從動于所述電機軸運轉；

驅動軸，其垂直于所述轉向架設置在所述轉向架的前后兩端，所述驅動軸連接所述錐齒減速器的另一端，從動于所述錐齒減速器相對所述轉向架向左或向右轉動相應角度；

轉向臂，其固定連接在所述驅動軸上，從動于所述驅動軸相對所述轉向架向左或向右偏轉相應角度，且所述轉向臂的兩側在磁懸浮列車行駛過程中保持不與所述磁懸浮軌道直接接觸。

可選的，如上任一所述的基于圖像識別的磁懸浮列車主動導向系統，其中，所述轉向架包括：

前端架，其設置在所述轉向架的前側；

后端架，其設置在所述轉向架的后側；

橫梁架，其設置在所述轉向架的中間，連接所述前端架和后端架；