基于多传感器的隧道位置定位方法技术

本发明专利技术涉及一种基于多传感器的隧道位置定位方法，在隧道中布设包括RFID、激光雷达、惯导三种传感器组成的传感器系统；对系统中各种传感器采集的数据进行融合修正；重复步骤，获得每时刻最终精确的隧道定位位置。本发明专利技术的方法采用了多传感器融合定位的技术，克服了单传感器精度低的缺点，对数据的融合修正，可以获取精度较高的隧道及线路位置，并提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
基于多传感器的隧道位置定位方法
本专利技术涉及城市轨道交通工程设计
，具体涉及一种基于多传感器的隧道位置定位方法。
技术介绍
现今城市轨道交通日益发展，地铁隧道是轨道交通的重要组成部分，地铁的规划设计、线路测量、工程实施等等，每个环节的实施都存在很多难点和问题，也非常考验工程技术人员。就传统的测量方式以及监测来看，不仅仅是难度大、耗时长，而且施工的过程当中还会出现很多未预料到的情况，影响地铁的正常施工和建设。因地铁施线路敷设方式多变、工地水文质条件复杂，地下建构筑物、管线管廊等勘测不准确、等诸多问题，在隧道施工及铺轨施工过程中若依靠人工去完成相关工作的监测测量，不仅效率低下而且不能保证测量误差及精度，同时需配备大量测量记录人员。目前大多数测量设备系统仅能在距离较短的范围内进行有效定位。但对于长大隧道而言，由于测量过程中累计误差及图像识别模式特点原因，在里程数值积累较大时，曲线要素里程识别及线路纵向定位精度会变得较低，很难保证检测设备的定位里程与线路设计里程完全的吻合。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于多传感器的隧道位置定位方法，其特征在于：/n所述方法包括以下步骤：/n步骤1：在隧道中布设包括RFID、激光雷达、惯导三种传感器组成的传感器系统；/n步骤2：对系统中各种传感器采集的数据进行融合修正；/n步骤3：重复步骤1和2，获得每时刻最终精确的隧道定位位置。/n

【技术特征摘要】
1.基于多传感器的隧道位置定位方法，其特征在于：
所述方法包括以下步骤：
步骤1：在隧道中布设包括RFID、激光雷达、惯导三种传感器组成的传感器系统；
步骤2：对系统中各种传感器采集的数据进行融合修正；
步骤3：重复步骤1和2，获得每时刻最终精确的隧道定位位置。


2.根据权利要求1所述的基于多传感器的隧道位置定位方法，其特征在于：
步骤1中：
RFID依据线路设计里程布置在隧道内壁作为长距离定位纠偏及传感器；
惯导安装在小车上用于短距离定位；
激光雷达安装在小车上，激光雷达扫描方向为小车前进方向。


3.根据权利要求2所述的基于多传感器的隧道位置定位方法，其特征在于：
步骤1中：
RFID定位覆盖范围为500m一个，定位误差±1m；
激光雷达扫描范围30m～40m，距离测量误差±25mm；
惯导5m范围内，距离误差±5mm。


4.根据权利要求3所述的基于多传感器的隧道位置定位方法，其特征在于：
步骤2中，数据的融合修正过程为：
设RFID的最大误差为δRfid，激光雷达的最大误差为δL，以当前RFID位置作为起点，设起点位置为(x0，y0)，小车的速度为v0，激光雷达采集当前时刻隧道前进方向截面曲线数据；
以时间间隔dt作为每次小车上雷达与惯导数据的修正和融合的时间间隔，当间隔为dt时，激光雷达获取当前t1时刻时的隧道前进方向截面曲线；
计算惯导的前进距离Sg:



式中v0代表初始速度，a代表惯导测量得到的加速度；
另外，计算雷达前进的距离，利用前后雷达的三维信息进行配准获取雷达测量的前进距离：
Sl＝dist...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈园，蒋杰，赵留辉，陆刚，张金林，邱鸣，许敬辉，陈晖，刘佳林，梁斌，高春良，谢利明，
申请(专利权)人：中铁第一勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61