一种基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法和系统，既解决了视频识别技术中必然遇到恶劣气候影响识别率以及地面标志标识被遮挡、被污损的问题，又解决了仅利用RFID技术进行定位的精度限制以及安装方面的问题。其技术方案为：通过在路边或道路上方放置特殊指示牌，很好的解决了积雪、雨水及各种遮挡问题。摄像头捕捉并识别指示牌后，通过查询车载数据库，不仅可以获得车辆的地理位置信息，同时还可获得有关于下一指示牌的预告信息。另外，在车辆通过视频识别进行定位的同时，还将接收到来自RFID标签的定位信息，这种设计确保了在特殊情况下的功能完整性。本发明专利技术同时还可获得有关于下一指示牌的预告信息，用于预判和校核。

A method and system for railway vehicle positioning based on video recognition and RFID

The invention discloses a railway vehicle positioning method and system for video identification and based on RFID, which can solve the inevitable problems of video recognition technology in bad weather affect the recognition rate and the ground sign obscured, defaced the problem, but also solve the location using only RFID technology limited precision and installation problems. Its technical scheme is that by placing special signs on the side of the road or above the road, the snow, rain and various kinds of shelter are solved well. After capturing and identifying the signs, the camera can not only get the location information of the vehicle, but also get the notice information about the next signboard through querying the vehicle database. Besides, when vehicle is positioned through video recognition, it will also receive location information from RFID tags, which ensures functional integrity under special circumstances. At the same time, the present invention can also obtain a warning information about the next sign, which is used for prejudging and checking.

【技术实现步骤摘要】
一种基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法和系统
本专利技术涉及铁道车辆的位置识别，尤其涉及基于视频识别和RFID的铁道车辆定位技术。
技术介绍
在国家铁路和地铁、城轨领域，通常在地面安装有大量的应答器/信标作为定位用途，当安装有阅读器的车辆通过时，就可以读到该应答器/信标的信息，进而通过查询数据库或者识别应答器承载的线路数据库识别出车辆的位置。应答器的主要用途是向列控车载设备提供可靠的固定信息和可变信息，主要应用在欧洲铁路系统，应答器系统是一种采用电磁感应原理构成的点式数据传输设备，用于在特定地点实现地面与列车间的相互通信。无源应答器无需电源，由车载天线发射的激活信号能量工作，向车载天线发送编码信息(约一百多个字节)。有源应答器与之类似，但传输的是可变的编码信息，需要外部的电源及信息接口。美式信标主要应用于美国铁路系统，与应答器功能类似，价格略低，但承载的数据量较少，通常只有十几个字节。另外一个缺陷就是美式信标的工作频率较高，容易受积水的影响，导致丢点。应答器的安装维护成本很高，例如进口欧标应答器早期价格高达1万欧元，国产欧标应答器通常价格在1万人民币以上。对应的阅读器的价格一般需要4～5万人民币，经济性较低，可维护性也不好。另一个方案是采用RFID(RadioFrequencyIdentification)，即无线射频识别，通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，无需在特定目标之间建立机械或光学接触。RFID标签相对成本较低，可靠性较差，积水的覆盖将遮蔽RFID标签信号导致功能失效；RFID标签可以远距离读取，但距离较远，意味着识别精度不高以及丢失率高的问题。标签、应答器、信标的位置精度受读取天线的影响，天线距离越近，精度越高，但也越容易错过最佳读取范围导致“丢点”，距离越远则天线接收到的能量越低，也会导致无法工作“丢点”，片面加大阅读器的功率来增加阅读距离，可能会影响其他设备/设施的正常工作。安装位置限制，目前主流的安装是安装于地面，这增加了安装的麻烦(需要掘井保护等等)。如果悬空安装或者安装在车辆通行侧面，则可能引起其他的风险，例如安装有阅读器的车辆通过，其天线较大功率的射频能量照射，可能对某些关键性的设备设施造成影响，如心脏起搏器等。至于GPS等卫星定位手段，在隧道环境下是不可用的，在城市高楼林立和高架桥下等区域，其精度也会受到严重影响，且在某些的军事禁区附近，GPS信号是被屏蔽的。此外，在现有的铁道车辆定位的方案中，有些通过在车辆尾部或前部安装一个角度朝向地面的摄像头，识别地面的二维码并经过图像处理等进而计算出车辆所在的位置。又或者通过预先提取预定线路的道路信息，将对应各道路信息的编码图形绘制在道路路面上，通过摄像头拍摄并识别编码图形进而获取道路信息。这两种方法均将其识别对象绘制在道路路面上，当路面有落叶、积雪、积水或污损情况出现时，摄像头捕捉不到识别对象，或者识别了错误的残缺图像，这会造成车辆定位功能失效。另外，由于道路上车辆较多，路面上的识别对象极有可能会被其它社会车辆遮挡，不利于车辆定位。而且这种识别单一信息的方式，识别的结果之间没有关联关系(下一个标志的位置)，可能引起定位错误，而错误的定位极有可能可能导致列车冲突。
技术实现思路
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。本专利技术的目的在于解决上述问题，提供了一种基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法和系统，既解决了视频识别技术中必然遇到恶劣气候影响识别率以及地面标志标识被遮挡、被污损的问题，又解决了仅利用RFID技术进行定位的精度限制以及安装方面的问题。本专利技术的技术方案为：本专利技术揭示了一种基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法，包括：一方面，通过视频识别特定标识进行车辆定位；另一方面，通过RFID识别进行车辆定位；基于视频识别出的定位结果和RFID识别出的定位结果，输出车辆定位数据。根据本专利技术的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法的一实施例，在通过视频识别特定标识进行车辆定位的步骤中，通过车辆上安装的摄像头捕获道路上的指示牌的标志标识后，基于该标志标识进行车辆定位。根据本专利技术的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法的一实施例，视频识别出的标志标识是数字序列，用于表示当前地理位置或者表示一个编号，基于该编号在车载数据库中可以查找到包括详细地理位置、距离下一指示牌距离在内的视频识别的定位结果。根据本专利技术的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法的一实施例，在通过RFID识别进行车辆定位的步骤中，车辆上的阅读器通过天线发送射频信号以激活范围内的RFID电子标签，RFID电子标签发送存储其中的定位信息，车辆天线接收到定位信息后送至阅读器解码，最后输出RFID定位结果。根据本专利技术的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法的一实施例，在基于视频识别出的定位结果和RFID识别出的定位结果输出车辆定位数据的步骤中，将两者中定位精度更高的定位结果作为最终的定位结果。根据本专利技术的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法的一实施例，用于视频识别的标志标识中集成RFID电子标签。本专利技术还揭示了一种基于视频识别和RFID的铁道车辆定位系统，包括：视频识别子系统，通过视频识别特定标识进行车辆定位；RFID识别子系统，通过RFID识别进行车辆定位；定位结果输出子系统，基于视频识别出的定位结果和RFID识别出的定位结果，输出车辆定位数据。根据本专利技术的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位系统的一实施例，视频识别子系统进一步包括：摄像头，安装在车辆上；标志标识，位于指示牌上；视频识别处理模块，检查由摄像头持续捕获的视频中是否存在符合标志标识特征的图像，若存在则解析该图像并进行校核，在校核通过后输出视频识别定位结果。根据本专利技术的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位系统的一实施例，视频识别处理模块解析出的图像中的内容直接表示当前地理位置，或者解析出的图像中的内容表示一个编号，基于该编号在车载数据库中查找到包括详细地理位置、距离下一指示牌距离在内的视频识别的定位结果。根据本专利技术的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位系统的一实施例，RFID识别子系统包括：阅读器，安装在车辆上；天线，安装在车辆上；RFID电子标签，安装在定位的特定标志标识上，其内部存储定位和本标签身份信息；车辆上的阅读器通过天线发送射频信号以激活范围内的RFID电子标签，RFID电子标签被激活后发送定位和本标签身份信息，天线接收到定位和本标签身份信息后送至阅读器解码，最后输出RFID定位结果。根据本专利技术的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位系统的一实施例，定位结果输出子系统将视频识别出的定位结果和RFID识别出的定位结果之中的定位精度更高的作为最终的定位结果。根据本专利技术的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位系统的一实施例，标志标识中集成RFID电子标签。本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术通过在路边或道路上方放置特殊指示牌，很好的解决了积雪、雨水及各种遮挡问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法，其特征在于，包括：一方面，通过视频识别特定标识进行车辆定位；另一方面，通过RFID识别进行车辆定位；基于视频识别出的定位结果和RFID识别出的定位结果，输出车辆定位数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法，其特征在于，包括：一方面，通过视频识别特定标识进行车辆定位；另一方面，通过RFID识别进行车辆定位；基于视频识别出的定位结果和RFID识别出的定位结果，输出车辆定位数据。2.根据权利要求1所述的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法，其特征在于，在通过视频识别特定标识进行车辆定位的步骤中，通过车辆上安装的摄像头捕获道路上的指示牌的标志标识后，基于该标志标识进行车辆定位。3.根据权利要求2所述的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法，其特征在于，视频识别出的标志标识是数字序列，用于表示当前地理位置或者表示一个编号，基于该编号在车载数据库中可以查找到包括详细地理位置、距离下一指示牌距离在内的视频识别的定位结果。4.根据权利要求2所述的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法，其特征在于，在通过RFID识别进行车辆定位的步骤中，车辆上的阅读器通过天线发送射频信号以激活范围内的RFID电子标签，RFID电子标签发送存储其中的定位信息，车辆天线接收到定位信息后送至阅读器解码，最后输出RFID定位结果。5.根据权利要求1所述的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法，其特征在于，在基于视频识别出的定位结果和RFID识别出的定位结果输出车辆定位数据的步骤中，将两者中定位精度更高的定位结果作为最终的定位结果。6.根据权利要求4所述的基于视频识别和RFID的铁道车辆定位方法，其特征在于，用于视频识别的标志标识中集成RFID电子标签。7.一种基于视频识别和RFID的铁道车辆定位系统，其特征在于，包括：视频识别子系统，通过视频识别特定标识进行车辆定位；R...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，张珊，唐海周，汤永，陈杨，徐娟，方凯，
申请(专利权)人：湖南中车时代通信信号有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43