[發(fā)明專利]基于視頻識別和IMU設(shè)備的軌道交通應(yīng)急定位方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011504539.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112550377A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁露;崔洪州;蔣耀東;韓海亮
• 申請（專利權(quán)）人: 卡斯柯信號有限公司
• 主分類號: B61L25/02
• 分類號: B61L25/02
• 代理公司: 上海元好知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 徐雯瓊;張妍

本發(fā)明公開了一種基于視頻識別和IMU設(shè)備的軌道交通應(yīng)急定位方法和系統(tǒng)，該方法包含：初始化IMU設(shè)備、攝像模塊和列車的位置信息(包含公里標(biāo)數(shù)據(jù)+IMU累計(jì)位移值)；通過IMU設(shè)備獲取當(dāng)前列車的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，通過攝像模塊捕獲公里標(biāo)識牌圖像；對攝像模塊捕獲的圖像分析處理，判斷當(dāng)前列車的運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)列車處于行進(jìn)狀態(tài)，利用IMU設(shè)備獲取當(dāng)前列車的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和加速度值，計(jì)算列車的IMU累計(jì)位移值；從攝像模塊捕獲的圖像中識別公里標(biāo)數(shù)據(jù)，校正列車的位置信息。其優(yōu)點(diǎn)是：該方法將視頻識別和IMU設(shè)備等相結(jié)合，形成一種獨(dú)立性較強(qiáng)的應(yīng)急定位方式，可獨(dú)立于車輛的信號系統(tǒng)，在發(fā)生信號故障時(shí)提供應(yīng)急定位信息，不依賴任何原有的車載傳感器，即可實(shí)現(xiàn)列車的定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通應(yīng)急領(lǐng)域，具體涉及一種基于視頻識別和IMU(慣性測量單元)設(shè)備的軌道交通應(yīng)急定位方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

軌道交通的調(diào)度指揮和車輛控制，需要明確每一輛車輛在軌道交通線路上的位置。傳統(tǒng)的車輛定位一般是基于“輪速傳感器+信標(biāo)”方案，通過記錄車輪轉(zhuǎn)過的角度和車輪的周長，計(jì)算車輛沿鋼軌移動(dòng)的距離，再通過“信標(biāo)”系統(tǒng)，獲得車輛的絕對位置，來對輪速傳感器的累積誤差進(jìn)行修正。

但是上述定位系統(tǒng)需要依靠列車外部的各部件相互配合，在突發(fā)情況下，上述定位系統(tǒng)容易出現(xiàn)“不可用”的情況，此時(shí)需要調(diào)度中心快速恢復(fù)正常的調(diào)度秩序，需明確每一輛車在線路區(qū)段中的大致位置，縮短啟用電話閉塞等特殊行車組織方式所需的時(shí)間，這種情況下對車輛的定位精度要求不高，可容忍5～10米的誤差范圍。

突發(fā)情況下，僅依靠車輛自身的通訊系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)對車輛的位置定位，因此需要加裝少數(shù)便捷的輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車輛的定位。受限于是車輛出廠后加裝的輔助系統(tǒng)，不可以對車輛進(jìn)行大的改動(dòng)，盡可能不在車輛上打孔，因此，輔助系統(tǒng)必須保證足夠的獨(dú)立性，不得使用原有系統(tǒng)的傳感器，新安裝的設(shè)備必須足夠小，安裝方式盡可能簡便易行，而不需要對車輛進(jìn)行改動(dòng)。

由于地鐵車輛大部分時(shí)間運(yùn)行在隧道中，因此，衛(wèi)星定位方案不便于在突發(fā)情況下使用。此外，應(yīng)盡量不依賴車輛外部系統(tǒng)，不增加軌旁設(shè)備，嚴(yán)格控制成本，因此UWB(超寬帶)無線定位方案被排除。因此，迫切需要一種只需安裝少數(shù)設(shè)備即可簡便實(shí)現(xiàn)車輛定位的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于視頻識別和IMU設(shè)備的軌道交通應(yīng)急定位方法和系統(tǒng)，該方法將視頻識別和慣性測量單元(IMU設(shè)備)等相結(jié)合，形成一種獨(dú)立性較強(qiáng)的應(yīng)急定位方式，可獨(dú)立于車輛的信號系統(tǒng)，不依賴任何原有的車載傳感器，在發(fā)生信號故障時(shí)提供應(yīng)急定位信息，其為突發(fā)狀況下的一種應(yīng)急定位方案，可使調(diào)度中心快速恢復(fù)正常的調(diào)度秩序，縮短啟用電話閉塞等特殊行車組織方式所需的時(shí)間，提高故障處理效率。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于視頻識別和IMU設(shè)備的軌道交通應(yīng)急定位方法，包含：

初始化IMU設(shè)備、攝像模塊和列車的位置信息，所述列車的位置信息包含“公里標(biāo)數(shù)據(jù)+IMU累計(jì)位移值”；

通過所述IMU設(shè)備獲取當(dāng)前列車的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，通過所述攝像模塊捕獲公里標(biāo)識牌圖像；

對所述攝像模塊捕獲的圖像分析處理，判斷當(dāng)前列車的運(yùn)行狀態(tài)；

當(dāng)列車處于行進(jìn)狀態(tài)，利用IMU設(shè)備獲取當(dāng)前列車的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和加速度值，計(jì)算當(dāng)前列車的IMU累計(jì)位移值；

從所述攝像模塊捕獲的圖像中識別公里標(biāo)數(shù)據(jù)，校正列車的位置信息。

可選的，還包含：對所述攝像模塊捕獲的圖像分析處理，判斷當(dāng)前列車的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)列車處于停止?fàn)顟B(tài)，校正IMU設(shè)備的加速度值為0，當(dāng)前列車速度也為0。

可選的，對所述攝像模塊捕獲的圖像分析處理，判斷當(dāng)前列車的運(yùn)行狀態(tài)包含：