基于图像识别与雷达测量的铁水联运车辆定位方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于图像识别与雷达测量的铁水联运车辆定位方法及系统，应用于跟踪定位技术领域，包括：采集进入装卸铁路线的车辆车号、车型、运行方向和编组顺序及车列长度；获取作业区域目标车辆车号，计算目标车厢距轨道牵引车中心的第一铁路线路粗略距离；获取第二铁路线路粗略距离；确定轨道牵引车的移动方向和需要调整的粗略距离；启动作业区域雷达测量系统，雷达测量系统包括：雷达测量设备；雷达测量系统获得作业区域范围内车辆两端的连接处空挡位置及车辆空间轮廓尺寸，根据误差范围启动车辆位置精确调整。应用本发明专利技术实施例，提高了车辆定位的准确性，进而在铁水联运中提高岸桥吊具定位作业的精准性和装卸作业效率。

Positioning method and system of rail water intermodal vehicle based on image recognition and radar measurement

【技术实现步骤摘要】
基于图像识别与雷达测量的铁水联运车辆定位方法及系统
本专利技术涉及基于图像识别与雷达测量的铁水联运车辆定位系统
，尤其涉及一种基于图像识别与雷达测量的铁水联运车辆定位方法及系统。
技术介绍
铁水联运是现代物流发展的重要发展方向，集装箱铁水联运是通过将集装箱放置于车辆中，以集装箱为运输单元的运输方式。现有技术中，例如，专利名称为装卸用起重机的集装箱位置检测方法及装置、及集装箱着地、探放控制方法，通过处理从设置在吊具上的CCD等的摄像装置获得的对象集装箱的图像数据，实现对象集装箱与悬吊集装箱的相对位置检测。跟踪处理的精度分别依赖于图像处理的精度，例如发生遮挡或者摄像不清晰的时候则会影响处理精度，则需要反复调整吊车与待装卸车厢的相对位置，因此，受限于图像处理算法，往往跟踪处理过程中对待装在车辆的位置定位准确率不高。在以可移动装卸机具为定位基点的轨道车列车辆采用图像识别系统中，通过编组顺序和车号识别法及其它技术手段可以得到装卸机具与牵引车的距离。由于车列是由一组多节车辆组成，车辆连接处有缓冲装置和车钩连接间隙，这些因素引起车辆的长度有一定误差，这个误差是一个随着车辆牵引、推进、车速、制动力、加速度、重量相关的变化量，轨道牵引车与待装卸车辆之间的距离与轨道牵引车运行期间具有较大的误差，而且车列车辆数量越多，误差累计越大，这些误差不满足装卸机具作业精度的要求。因此，在铁水联运过程中，准确的进行铁路车辆与岸桥跟踪定位是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种基于图像识别与雷达测量的铁水联运车辆定位方法及系统，旨在提高轨道车辆定位的精确度，进而在铁水联运中提高岸桥吊具定位作业的精准性，且提高了作业效率。本专利技术是这样实现的：本专利技术提供一种基于图像识别技术与雷达测量技术的铁水联运轨道车辆跟踪定位方法，所述方法包括：通过车号采集设备或系统网络采集待装卸作业车辆信息，获得进入铁路装卸线车列的每一辆车辆长度数据，其中，所述车辆信息包括车辆型号、车号、运行方向和编组顺序识别，根据车辆型号获得车辆长度信息；通过图像采集装置采集岸桥装卸区域车辆图像，并识别所述车辆图像中目标车厢的车号，其中，所述车辆图像中包含岸桥下装卸区域的目标车厢；根据岸桥下目标车厢的车号，车列编组顺序及每一辆车辆的长度，获取所述岸桥中心目标车厢距轨道牵引车中心的第一铁路线路粗略距离；确定待装卸车厢，并根据车列编组顺序及每一辆车辆的长度，获取待装卸车厢距轨道牵引车中心的第二铁路线路粗略距离；获取所述第二铁路线路粗略距离与所述第一铁路线路粗略距离之间的粗略距离差值，并在所述距离差值在预设范围内时，确定轨道牵引车的移动方向和需要调整的粗略距离，所述轨道牵引车根据该移动方向和移动距离初步调整待装卸车辆位置至岸桥下装卸区域；通过雷达测量系统获得测量范围内待装卸车厢两端连接处空挡位置得到车辆的空间尺寸，并根据所述空间尺寸和误差范围启动所述轨道牵引车带动车列及车辆移动，以精确调整车辆位置。一种实现方式中，在所述目标车厢与所述待装卸车厢为同一车辆时，所述方法还包括：获取所述待装卸车厢与岸桥的第三铁路线路距离；将所述第三铁路线路距离作为距离差值，并将距离差值确定为调整值。一种实现方式中，所述根据岸桥下目标车厢的车号，车列编组顺序及每一辆车辆的长度，获取所述岸桥中心距轨道牵引车中心的第一铁路线路粗略距离所采用的公式表达为：其中，Lm是第一铁路线路粗略距离，m为目标车厢的车号，Lc(m)为第m个车辆的标准长度，i为按照车辆排列顺序，且i＝1,2,3...j，Lq为轨道牵引车长度。一种实现方式中，所述确定待装卸车厢，并根据车列编组顺序及每一辆车的长度，获取待装卸车厢距轨道牵引车中心的第二铁路线路粗略距离的步骤，包括：根据预先制定的装卸车计划顺序，确定待装卸车辆；根据先制定的集装箱装卸车计划顺序、待装卸集装箱的尺寸型号和装车位置；确定车辆待装卸车厢集装箱前后、上下、装载中心位置；获取待装卸车厢集装箱装载中心位置距轨道牵引车中心的第二铁路线路粗略距离；其中，获取待装卸车厢距轨道牵引车中心的第二铁路线路粗略距离所采用的公式表达为：其中，Li是第二铁路线路粗略距离，i为目标车厢的车号，Lc(i)为第i个车辆的标准长度，i为按照车辆排列顺序，且i＝1,2,3...j，Lq为轨道牵引车长度；以及，其中，L2x/2为装载20英寸集装箱的装载位置相对车辆中心的调整量，前装载位置L2x/2为负值，后装载位置L2x/2为正值，40英尺集装箱L2x/2为0。一种实现方式中，所述方法还包括：通过所述雷达测量系统发射扫描波束照射在车辆车体，分别照射在车辆的多个部位，根据反射的回波行程时间差和回波强度的识别车辆的部位，获得雷达成像和车体轮廓尺寸；通过测量车体两端与雷达标定基准线的距离，测定岸桥横向中心线至待装载车辆轮廓边界的距离，精确控制待装载车辆相对于岸桥的相对定位，计算待装载车辆中心坐标和车厢装载集装箱中心位置信息、岸桥吊具的坐标信息；根据所述待装载车辆中心坐标信息和所述岸桥吊具的坐标信息，计算轨道牵引车移动距离；其中，所述多个部位包括：两端端部、车钩空挡部以及信号发射范围内车厢车底架位置，所述岸桥横向中心线为岸桥吊具中心线和雷达标定基准线；当前一组集装箱装卸完毕，且在车列移动到下一个集装箱装卸车位置时，在车辆移动过程中，启动雷达不间断的测量装卸车辆位置，将期望值与实际位置的差值反馈至轨道牵引车所对应的控制器，以使所述轨道牵引车牵引车列按照控制器指令移动，直至车辆移动到满足对位精度的期望位置停车，闭环控制结束。一种实现方式中，所述通过图像采集装置采集岸桥装卸区域车辆图像的步骤，包括：启动图像采集装置，判断所述图像采集装置的拍摄范围是否覆盖岸桥下铁路装卸线车辆侧面全貌；如果是，采集岸桥下车辆的车号和位置图像。一种实现方式中，确定轨道牵引车的移动方向，包括：在所述第一铁路线路粗略距离不等于所述第二铁路线路粗略距离时，确定轨道牵引车向所述岸桥吊具的中心线方向移动；否则，不移动。一种实现方式中，所述通过采集车辆信息，获得进入铁路装卸线车列的每一辆车辆长度数据的步骤，包括：通过车辆车号识别系统采集安装在车辆内的反射芯片的铁路车辆型号和车号，其中，车辆车号识别系统包括：安装在铁路装卸线入口端的AEI采集设备和车号识别系统；记录车辆上电子标签通过该位置的时间、地点、运行方向、车辆型号、车号、编组排列顺序；根据车辆型号查询车厢的长度参数，其中，车厢长度和装载要求与预先存储的数据，并计算车列的编组和车列中任意车辆的位置和该车辆两端距车组起始端的长度距离和整个车组的长度；或者，通过装卸作业实时管理系统网络传输采集进入装卸线车列的车辆信息。此外，本专利技术实施例还提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像识别与雷达测量的铁水联运车辆定位方法，其特征在于，所述方法包括：/n通过车号采集设备或系统网络采集待装卸作业车辆信息，获得进入铁路装卸线车列的每一辆车辆长度数据，其中，所述车辆信息包括车辆型号、车号、运行方向和编组顺序识别，根据车辆型号获得车辆长度信息；/n通过图像采集装置采集岸桥装卸区域车辆图像，并识别所述车辆图像中目标车厢的车号，其中，所述车辆图像中包含岸桥下装卸区域的目标车厢；/n根据岸桥下目标车厢的车号，车列编组顺序及每一辆车辆的长度，获取所述岸桥中心目标车厢距轨道牵引车中心的第一铁路线路粗略距离；/n确定待装卸车厢，并根据车列编组顺序及每一辆车辆的长度，获取待装卸车厢距轨道牵引车中心的第二铁路线路粗略距离；/n获取所述第二铁路线路粗略距离与所述第一铁路线路粗略距离之间的粗略距离差值，并在所述距离差值在预设范围内时，确定轨道牵引车的移动方向和需要调整的粗略距离，所述轨道牵引车根据该移动方向和移动距离初步调整待装卸车辆位置至岸桥下装卸区域；/n通过雷达测量系统获得测量范围内待装卸车厢两端连接处空挡位置得到车辆的空间尺寸，并根据所述空间尺寸和误差范围启动所述轨道牵引车带动车列及车辆移动，以精确调整车辆位置。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别与雷达测量的铁水联运车辆定位方法，其特征在于，所述方法包括：
通过车号采集设备或系统网络采集待装卸作业车辆信息，获得进入铁路装卸线车列的每一辆车辆长度数据，其中，所述车辆信息包括车辆型号、车号、运行方向和编组顺序识别，根据车辆型号获得车辆长度信息；
通过图像采集装置采集岸桥装卸区域车辆图像，并识别所述车辆图像中目标车厢的车号，其中，所述车辆图像中包含岸桥下装卸区域的目标车厢；
根据岸桥下目标车厢的车号，车列编组顺序及每一辆车辆的长度，获取所述岸桥中心目标车厢距轨道牵引车中心的第一铁路线路粗略距离；
确定待装卸车厢，并根据车列编组顺序及每一辆车辆的长度，获取待装卸车厢距轨道牵引车中心的第二铁路线路粗略距离；
获取所述第二铁路线路粗略距离与所述第一铁路线路粗略距离之间的粗略距离差值，并在所述距离差值在预设范围内时，确定轨道牵引车的移动方向和需要调整的粗略距离，所述轨道牵引车根据该移动方向和移动距离初步调整待装卸车辆位置至岸桥下装卸区域；
通过雷达测量系统获得测量范围内待装卸车厢两端连接处空挡位置得到车辆的空间尺寸，并根据所述空间尺寸和误差范围启动所述轨道牵引车带动车列及车辆移动，以精确调整车辆位置。


2.如权利要求1所述的基于图像识别与雷达测量的铁水联运车辆定位方法，其特征在于，在所述目标车厢与所述待装卸车厢为同一车辆时，所述方法还包括：
获取所述待装卸车厢与岸桥的第三铁路线路距离；
将所述第三铁路线路距离作为距离差值，并将距离差值确定为调整值。


3.如权利要求1所述的基于图像识别与雷达测量的铁水联运车辆定位方法，其特征在于，所述根据岸桥下目标车厢的车号，车列编组顺序及每一辆车辆的长度，获取所述岸桥中心距轨道牵引车中心的第一铁路线路粗略距离所采用的公式表达为：



其中，Lm是第一铁路线路粗略距离，m为目标车厢的车号，Lc(m)为第m个车辆的标准长度，i为按照车辆排列顺序，且i＝1,2,3...j，Lq为轨道牵引车长度。


4.如权利要求3所述的基于图像识别与雷达测量的铁水联运车辆定位方法，其特征在于，所述确定待装卸车厢，并根据车列编组顺序及每一辆车的长度，获取待装卸车厢距轨道牵引车中心的第二铁路线路粗略距离的步骤，包括：
根据预先制定的装卸车计划顺序，确定待装卸车辆；
根据先制定的集装箱装卸车计划顺序、待装卸集装箱的尺寸型号和装车位置；确定车辆待装卸车厢集装箱前后、上下、装载中心位置；
获取待装卸车厢集装箱装载中心位置距轨道牵引车中心的第二铁路线路粗略距离；
其中，获取待装卸车厢距轨道牵引车中心的第二铁路线路粗略距离所采用的公式表达为：



其中，Li是第二铁路线路粗略距离，i为目标车厢的车号，Lc(i)为第i个车辆的标准长度，i为按照车辆排列顺序，且i＝1,2,3...j，Lq为轨道牵引车长度；
以及，



其中，L2x/2为装载20英寸集装箱的装载位置相对车辆中心的调整量，前装载位置L2x/2为负值，后装载位置L2x/2为正值，40英尺集装箱L2x/2为0。


5.如权利要求1或2所述的基于图像识别与雷达测量的铁水联运车辆定位方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述雷达测量系统发射扫描波束照射在车辆车体，分别照射...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈安观，刘昌裕，肖宇松，方亚非，马晓晨，龚雪，王增力，黄泽星，张佳楠，李瑞，石玉莹，蔡家军，赵茜茹，何姗，
申请(专利权)人：中铁武汉勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42