一种基于虚拟信标的轨交信号产品车辆定位校准系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于虚拟信标的轨交信号产品车辆定位校准系统，包括：轨旁标的物，设置于列车运行轨道旁，且每个标的物具有区别与其他标的物的特征；轨道地图数据存储及更新模块，存储有轨道地图数据，该轨道地图数据包含轨道旁的标的物特征且在轨道旁的标的物特征发生变化时同步更新；定位传感器，具有至少两种定位传感器，且至少两种定位传感器中至少有一种采集轨道两旁标的物的特征信息并结合轨道地图数据实现车辆定位；列车定位模块，融合至少两种定位传感器的车辆定位信息，表决通过最终的车辆定位信息。本发明专利技术采用多传感器同步采集与感知融合实时计算车载设备位置的技术方案，提高了车载设备的定位分辨率和定位精度，便于提高停车精度。

A Vehicle Positioning and Calibration System Based on Virtual Beacon for Rail Traffic Signal Products

The invention discloses a vehicle positioning and calibration system for rail traffic signal products based on virtual beacons, which includes: the object beside the track is set beside the train running track, and each object has characteristics different from other objects; the track map data storage and update module stores the track map data, and the track map data contains the object characteristics beside the track and is on the track. Location sensors have at least two kinds of positioning sensors, and at least one of the two kinds of positioning sensors collects the feature information of the objects on both sides of the track and realizes vehicle positioning by combining the track map data. Train positioning module integrates the vehicle positioning information of at least two positioning sensors and votes through the final vehicle. Location information. The invention adopts the technical scheme of multi-sensor synchronous acquisition and perception fusion to calculate the real-time position of the vehicle-mounted equipment, improves the positioning resolution and accuracy of the vehicle-mounted equipment, and is convenient for improving the parking accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟信标的轨交信号产品车辆定位校准系统
本专利技术涉及轨道交通技术，具体涉及轨道交通信号系统。
技术介绍
轨交信号产品车载设备通过无源信标、有源信标或者环线等方式进行初始定位或定位校准，以获取/校正自身的位置。无论是信标还是环线，都需要沿着轨道铺设，比如信标每隔几百米就需要铺设一个，带来的缺陷如下：1.设备成套成本增加；2.轨道基础建设要求较高，信标定位时对信标的安装有严格要求，否则会给定位带来误差，甚至无法定位；3.定位的分辨率取决于信标布置的间隔；4.信标或环线相关设备在轨旁部署，有可能会影响市容；5.增加了后续维护的难度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种基于虚拟信标的轨交信号产品车辆定位校准系统，获得更高的校准精度。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：基于虚拟信标的轨交信号产品车辆定位校准系统，包括：轨旁标的物，设置于列车运行轨道旁，且每个标的物具有区别与其他标的物的特征；轨道地图数据存储及更新模块，存储有轨道地图数据，该轨道地图数据包含轨道旁的标的物特征且在轨道旁的标的物特征发生变化时同步更新；定位传感器，具有至少两种定位传感器，且至少两种定位传感器中至少有一种采集轨道两旁标的物的特征信息并结合轨道地图数据实现车辆定位；列车定位模块，融合至少两种定位传感器的车辆定位信息，表决通过最终的车辆定位信息。优选的，在车头和车尾同时布置同一种传感器且车头和车尾的传感器采用二取二架构。优选的，所述传感器包括视觉传感器和雷达，所述视觉传感器和雷达采集轨道两旁标的物的特征信息并结合轨道地图数据实现车辆定位。优选的，所述传感器还包括惯性导航装置。本专利技术采用多传感器同步采集与感知融合实时计算车载设备位置的技术方案，具有如下有益效果：1.省去了轨旁信标或环线设备，减少了成套设备成本；2.省去了轨旁信标或环线设备的安装，减少了对基础建设施工要求的依赖；3.提高了车载设备的定位分辨率和定位精度，便于提高停车精度，理论上停车偏差<1cm；4.减少了轨旁设备，间接地增加了路面或轨旁的空间，可以用于美化市容或安装其他设备；5.减少了轨旁设备，省去了后续轨旁设备的维护，降低了维护难度，减少了维护成本。本专利技术的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中进行详细的说明。具体实施方式随着传感器技术以及相关算法的突破，尤其是视觉传感器和雷达传感器的应用，给轨交信号产品带来了新的发展思路。本专利技术基于现有的传感器技术，提出了一种基于虚拟信标的轨交信号产品车辆定位校准系统，包括：轨旁标的物，设置于列车运行轨道旁，且每个标的物具有区别与其他标的物的特征；轨道地图数据存储及更新模块，存储有轨道地图数据，该轨道地图数据包含轨道旁的标的物特征且在轨道旁的标的物特征发生变化时同步更新；定位传感器，具有至少两种定位传感器，且至少两种定位传感器中至少有一种采集轨道两旁标的物的特征信息并结合轨道地图数据实现车辆定位；列车定位模块，融合至少两种定位传感器的车辆定位信息，表决通过最终的车辆定位信息。其中，轨旁标的物可以是轨旁的路标，也可以是信号灯杆，还可以是轨旁物件(比如建筑物或者绿化植物)，也可以是它们的综合。如果是轨旁的路标和信号灯杆，它们自带数字标签，容易识别；如果是轨旁物件，与人脸识别类似，需要提取它们的具有唯一性的特征数据。当然，可以通过深度学习的方式识别轨旁物件。考虑到单一类型传感器数据带来的误差，本专利技术引入至少两种不同类型的定位传感器。根据当前的环境和车辆速度信息优先选择一种类型的传感器为主，其他类型传感器为辅。当优先选择的主传感器数据失效时，再从辅助传感器中选择一个继续为主。定位计算时用到的数据始终以主传感器数据为主要依据，辅助传感器数据只用于校准或补充。可以在车头和车尾同时布置同一种传感器，同一类型传感器需要对同一物体的关键特征进行交叉感知。从安全性和可靠性考虑，传感端需要做到交叉传感(多个传感器对同一个物体的重叠感知)，双通道独立计算，最后需要完成双通道表决，表决通过后的定位数据上送给车载业务。具体来说，车头和车尾的定位校准系统是互为备份用(温备)，车头工作时，会将定位结果同步到车尾，车尾所在的系统不会将定位信息上报给自身的车载业务，反之，亦然。2取2是指车头或车尾一端所在的系统本身完成双通道独立计算，双通道表决；车头和车尾之间不需要再2取2。车头和车尾单端独立完成2取2，车头和车尾两端配合完成主备冗余，运行过程中一端数据同步给另外一端，目的是为了平滑后续的主备切换。所述传感器包括视觉传感器和雷达，所述视觉传感器和雷达采集轨道两旁标的物的特征信息并结合轨道地图数据实现车辆定位，可以准确地完成车载设备的定位。视觉传感器可以采用高速相机，从采集的图像中确定其中一幅为列车定位图片，结合电子地图取推算出列车定位图片的位置信息。另外，所述传感器还包括惯性导航装置，并可以采用现有技术中其他定位传感器。本专利技术融合多种传感器(视觉、雷达、惯性导航)信息的数据，结合车载设备已有的轨道地图数据完成车载本身位置的计算(定位)，而这些信息不再依赖于原有的轨旁信标或环线信息。不同传感器的感知融合，避免了单一类型传感器的盲区，提高了车载设备的定位分辨率和定位精度，便于提高停车精度。由于减少了轨旁设备，间接地增加了路面或轨旁的空间，省去了后续轨旁设备的维护，降低了维护难度，减少了维护成本。车载设备本身存储有轨道数据库，对应的是轨道地图的其他属性信息，比如线段信息，限速信息，以及所属轨旁ID信息等，并该轨道数据库信息在运行过程中可通过与地面设备的安全通信进行即时更新。根据表决通过后的定位信息，结合车载设备现有的轨道数据库信息完成车载的决策和控制功能。本专利技术提出了轨道地图同步更新的策略，增加了实际运营过程中的可用性；提出了轨道数据库即时更新的方法，增加了实际运营过程中的可用性和灵活性。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本专利技术包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本专利技术的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于虚拟信标的轨交信号产品车辆定位校准系统，其特征在于包括：轨旁标的物，设置于列车运行轨道旁，且每个标的物具有区别与其他标的物的特征；轨道地图数据存储及更新模块，存储有轨道地图数据，该轨道地图数据包含轨道旁的标的物特征且在轨道旁的标的物特征发生变化时同步更新；定位传感器，具有至少两种定位传感器，且至少两种定位传感器中至少有一种采集轨道两旁标的物的特征信息并结合轨道地图数据实现车辆定位；列车定位模块，融合至少两种定位传感器的车辆定位信息，表决通过最终的车辆定位信息。

【技术特征摘要】
1.基于虚拟信标的轨交信号产品车辆定位校准系统，其特征在于包括：轨旁标的物，设置于列车运行轨道旁，且每个标的物具有区别与其他标的物的特征；轨道地图数据存储及更新模块，存储有轨道地图数据，该轨道地图数据包含轨道旁的标的物特征且在轨道旁的标的物特征发生变化时同步更新；定位传感器，具有至少两种定位传感器，且至少两种定位传感器中至少有一种采集轨道两旁标的物的特征信息并结合轨道地图数据实现车辆定位；列车定位模块，融合至少两种定位传感器的车辆定位信息，表决通过最终的车...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌祝军，刘果，
申请(专利权)人：浙江众合科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33