[發明專利]基于自由標靶的高速磁浮軌道梁精密定位方法

在審

• 申請號: 202210217693.4
• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN114319142A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 王鵬;李廣宇;石德斌;譚兆;李新增;王健;王夢林
• 申請（專利權）人: 中國鐵路設計集團有限公司
• 主分類號: E01D21/00
• 分類號: E01D21/00;E01B25/30;G06F30/20
• 代理公司: 天津市君硯知識產權代理有限公司 12239
• 代理人: 劉雅爽

1.一種基于自由標靶的高速磁浮軌道梁精密定位方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、根據偏角檢測法，計算標靶點所在的平面線型；

S2、根據標靶點所屬的平面線型，將標靶點測量坐標系轉換為對應線型的線路坐標系；

S3、根據標靶點的線路坐標系以及標靶點與高速磁浮軌道梁的位置關系，計算定位過程中標靶點的調整量。

2.根據權利要求1所述的基于自由標靶的高速磁浮軌道梁精密定位方法，其特征在于，所述平面線型包括直線型、曲線型和緩和曲線型。

3.根據權利要求2所述的基于自由標靶的高速磁浮軌道梁精密定位方法，其特征在于，所述根據偏角檢測法，計算標靶點所在的平面線型，包括以下方法：

遍歷所有平面線型的特征點，尋找與標靶點距離最近的特征點作為本特征點；

計算標靶點與本特征點所連直線的方位角與本特征點沿線路切線方向的方位角之差的絕對值；

若＜90°，則該標靶點位于本特征點和下一特征點之間；則標靶點屬于本特征點和下一特征點之間形成的線型類型；

若≥90°，則該點位于本特征點和上一特征點之間，則標靶點屬于本特征點和上一特征點之間形成的線型類型。

4.根據權利要求2所述的基于自由標靶的高速磁浮軌道梁精密定位方法，其特征在于，在S2中，當標靶點所屬的平面線型為直線型時，按照以下方法，將標靶點測量坐標系轉換為對應線型的線路坐標系；

根據原標靶點P的坐標（X_P,Y_P）及直線表達式，

計算標靶點P到所屬直線型兩特征點所夾直線的垂直距離；

將所述垂直距離，作為標靶點的偏距；

根據偏距和標靶點P到其中一個特征點的距離，計算標靶點的里程。

5.根據權利要求2所述的基于自由標靶的高速磁浮軌道梁精密定位方法，其特征在于，在S2中，當標靶點所屬的平面線型為曲線型時，按照以下公式，將標靶點測量坐標系轉換為對應線型的線路坐標系：

其中，圓曲線圓心O點的坐標為，圓曲線特征點HY至圓心O點的方位角，標靶點P至圓心O點的方位角為；為圓曲線特征點HY的設計里程。

6.根據權利要求2所述的基于自由標靶的高速磁浮軌道梁精密定位方法，其特征在于，在S2中，當標靶點所屬的平面線型為緩和曲線型時，按照以下步驟，將標靶點測量坐標系轉換為對應線型的線路坐標系：

將與標靶點距離最近的平面曲線特征點作為起算點，通過方位角搜索法進行迭代運算，尋找標靶點沿法線方向在緩和曲線上的投影點，計算標靶點到投影點的垂直距離作為緩和曲線段標靶點的偏距。

7.根據權利要求6所述的基于自由標靶的高速磁浮軌道梁精密定位方法，其特征在于，當標靶點位于緩和曲線段時，所述將與標靶點距離最近的平面曲線特征點作為起算點，通過方位角搜索法進行迭代運算，尋找標靶點沿法線方向在緩和曲線上的投影點，包括以下步驟：

以平面曲線特征點ZH點為原點，ZH點切線方向為Y軸，ZH點法線方向為X軸，建立平面直角坐標系；

判斷平面曲線特征點ZH點和標靶點P所連直線與ZH點切線的夾角與90°角差值的大小；

當差值小于等于預設閾值時，ZH點即為標靶點p在平面曲線上的投影點；

當差值大于預設閾值時，對標靶點的投影估計點進行迭代搜索，直至找到最佳投影估計點。

8.根據權利要求7所述的基于自由標靶的高速磁浮軌道梁精密定位方法，其特征在于，所述對標靶點的投影估計點進行迭代搜索，按照如下公式計算標靶點到投影點的垂直距離作為緩和曲線段標靶點的偏距：

其中，為迭代搜索時產生的投影估計點和標靶點P所連直線與投影估計點切線的夾角序列，為迭代搜索時產生的投影估計點序列；為標靶點的原坐標；為最終投影估計點的坐標，n為自然數。