[發明專利]一種結合即時定位與地圖構建的列車定位系統和方法

有效

• 申請號: 202110006356.6
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112977548B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 沈汪晴;田巍;胡明舟
• 申請（專利權）人: 浙江眾合科技股份有限公司
• 主分類號: B61L25/02
• 分類號: B61L25/02
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 秦曉剛

本發明公開了一種結合即時定位與地圖構建的列車定位系統，包括信標數據庫、車載控制器、定位修正模塊：信標數據庫中存儲有信標數據；車載控制器設有信標識別模塊、速度獲取模塊，將列車里程數據、列車區段定位信息以及列車實時速度發送給定位修正模塊；定位修正模塊包括環境感知傳感器和車載數據處理器，車載數據處理器根據環境信息，利用SLAM技術獲取列車的位置，并結合車載控制器提供的數據，實現定位修正。本發明還提供了一種列車定位方法，采用所述的列車定位系統進行定位。本發明不僅實現了列車定位精度的提高，而且不依賴衛星信號進行定位，適用場景較廣，同時也不需要新增信標和軌旁設備，維護成本較低。

技術領域

本發明屬于軌道交通技術領域，具體涉及列車定位技術。

背景技術

在軌道交通技術領域，需用到列車的定位數據。傳統的列車定位技術，通過安裝在軌道上的信標或者通過GPS與慣性傳感器組合的方式來獲取列車當前所在的位置信息，而目前主流的方式是通過無源或有源信標進行列車定位。

對于已有的利用信標定位的軌道交通線路，想要進一步提高定位精度需要增設信標數量甚至重新鋪設信標，改造成本高并且施工及維護難度大；而GPS 與慣性傳感器組合的定位方式雖然不需要增加巨大的施工量，但自身有一定的局限性，例如隧道環境下GPS很難提供準確的定位，慣性傳感器自身的特性導致的累計誤差導致定位精度不高，定位誤差可能在正負5米甚至精度更低，這意味著利用GPS與慣性傳感器進行定位不如信標定位可靠性高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是提供一種結合即時定位與地圖構建的列車定位系統，在已有的信標定位基礎上，無需增加信標安裝數量，提高列車定位精度。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種結合即時定位與地圖構建的列車定位系統，包括：

信標數據庫：所述信標數據庫中存儲有信標數據，包括信標序列號、信標所在位置以及每一個信標序列號對應的一個里程數據；

車載控制器：所述車載控制器設有可識別軌道上安裝的信標，并獲取當前信標的序列號的信標識別模塊，以及可獲取當前列車實時速度的速度獲取模塊，通過訪問信標數據庫獲取信標對應的里程數和列車區段定位，并將列車里程數據、列車區段定位信息以及列車實時速度發送給定位修正模塊；

定位修正模塊：所述定位修正模塊包括安裝于列車車頭的環境感知傳感器和車載數據處理器，所述環境感知傳感器用于獲取列車運行方向上的環境信息，所述車載數據處理器根據環境信息，利用SLAM技術獲取列車的位置，并結合車載控制器提供的數據，實現定位修正。

優選的，所述環境感知傳感器包括激光雷達和/或高速相機。

優選的，所述環境信息包括軌面、隧道壁和軌旁設備。

本發明還提供了一種列車定位方法，采用所述的列車定位系統進行定位，包括如下步驟：

S1:從信標識別模塊識別到第一個信標起開始進行列車定位，速度獲取模塊不斷獲取列車當前的速度，并發送給定位修正模塊；

S2：當識別到一個信標時，獲取該信標對應的序列號，通過查詢信標數據庫獲取當前列車的里程數和區段定位，將列車里程數數據和區段定位信息發給定位修正模塊；

S3:定位修正模塊將當前信標的位置作為當前局部特征地圖的原點，通過環境感知傳感器不斷獲取列車車頭前方的三維空間環境信息，提取具有區分度的特征構建初始的局部特征地圖；

S4：根據獲取的最新一幀特征，利用SLAM更新局部特征地圖；

S5：根據最新一幀特征在局部特征地圖上的空間位置，獲取列車在局部特征地圖上的局部定位；

S6：列車在局部特征地圖上的位置的集合表示運行路徑，根據原點位置和運行路徑計算出列車從上一個信標開始運行的里程數；