轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置，涉及轨道交通的技术领域，本发明专利技术提供的轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置，能够在获取到列车在当前运行周期内的轨道走向信息时，依据轨道走向信息，按照预先设置的选取规则在列车运行前方的轨道上选取预设数量的锚点；基于锚点的坐标信息计算每个锚点相对于第一锚点的轨道偏移度；然后选择扰动点，计算扰动点相对于第一锚点的扰动偏移度；并在轨道偏移度和扰动偏移度满足预设的校正启动条件时计算航向角校正增量；进而根据航向角校正增量对列车在当前运行周期内的航向角进行校正，以提高对前方远距离障碍物的识别能力和识别可靠性，进而提高列车运行安全性。全性。全性。

【技术实现步骤摘要】
轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置


[0001]本专利技术涉及轨道交通的
，尤其是涉及一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置。

技术介绍

[0002]现代轨道交通车辆运行在固定轨道上，并大多已装备计算机控制系统、辅助驾驶系统等，以使列车能够根据设定的计划运行。
[0003]为确保列车间安全间隔、及时发现前方影响运营的障碍物(障碍物检测)，或满足调速、调度、停站等运营要求，列车需要持续准确获取自身位置。以障碍物检测功能为例，该功能需要在列车头部安装一系列能够检测外部环境的传感器，以构建列车运行前方及周围的环境模型，这要求列车具备对自身的定位能力，不仅需要获取列车相对于线路起点的位置信息(里程)，还需要确定列车车头的方向(如，绝对航向角)或相对于前方轨道的方向(如，相对航向角)，而错误或偏差过大的航向角将导致对前方障碍物的位置判断错误，从而危及行车安全。
[0004]而目前，广泛应用的列车定位技术往往存在一定的误差，且误差较大，使得障碍物的判断往往超出期望范围，进而产生行车安全风险。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置，以缓解上述技术问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法，包括：获取列车在当前运行周期内的轨道走向信息；依据所述轨道走向信息，按照预先设置的选取规则在所述列车运行前方的轨道上选取预设数量的锚点；获取所述锚点的坐标信息，基于所述锚点的坐标信息计算每个所述锚点相对于第一锚点的轨道偏移度；其中，所述第一锚点为预设数量的所述锚点中距离所述列车的车头最近的锚点；在所述第一锚点与相邻的所述锚点之间选择扰动点，并计算所述扰动点相对于所述第一锚点的扰动偏移度；判断所述轨道偏移度和所述扰动偏移度是否满足预设的校正启动条件；如果是，基于所述轨道偏移度计算航向角校正增量；根据所述航向角校正增量对所述列车在当前运行周期内的航向角进行校正。
[0007]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述按照预先设置的选取规则在所述列车运行前方的轨道上选取预设数量的锚点的步骤，包括：按照预先设置的选取规则，自所述列车的车头开始，沿所述轨道远离所述车头方向，顺次选取所述第一锚点、第二锚点和第三锚点。
[0008]结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述预先设置的选取规则包括：所述第一锚点距所述车头的距离不大于第一预设距离；所述第一锚点和所述第三锚点的距离不小于第二预设距离，其中，所述
第二预设距离大于所述第一预设距离；所述第一锚点到所述第二锚点之间的距离与所述第二锚点到所述第三锚点之间的距离不相等。
[0009]结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述基于所述锚点的坐标信息计算每个所述锚点相对于第一锚点的轨道偏移度的步骤包括：分别获取所述第一锚点、所述第二锚点和所述第三锚点的坐标信息，其中，所述坐标信息包括每个所述锚点在当前运行周期内的横向坐标和纵向坐标；按照下述公式分别计算所述第二锚点和所述第三锚点相对于所述第一锚点的轨道偏移度：
[0010][0011][0012]其中，k表示当前运行周期为第k周期，A表示第一锚点、B表示第二锚点、C表示第三锚点；INC(k)
AB
表示在当前运行周期内，所述第二锚点相对于所述第一锚点的轨道偏移度；INC(k)
AC
表示在当前运行周期内，所述第三锚点相对于所述第一锚点的轨道偏移度；x(k)
A
、x(k)
B
、x(k)
C
和y(k)
A
、y(k)
B
、y(k)
C
分别为锚点A、B和C在当前运行周期内的横向坐标和纵向坐标。
[0013]结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述在所述第一锚点与相邻的所述锚点之间选择扰动点，并计算所述扰动点相对于所述第一锚点的扰动偏移度的步骤，包括：在所述第一锚点与所述第二锚点之间的所述轨道上选择扰动点，且，所述扰动点的位置满足以下条件；所述扰动点距所述第一锚点的距离与所述扰动点距所述第二锚点的距离的差值小于预设差值阈值；获取所述扰动点的坐标信息，按照下述公式计算所述扰动点相对于所述第一锚点的扰动偏移度：
[0014][0015]其中，D表示扰动点，x(k)
D
和y(k)
D
分别为所述扰动点在当前运行周期内的横向坐标和纵向坐标。
[0016]结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述校正启动条件包括：
[0017][0018]其中ε1、ε2、ε3是预定义的小量；
[0019]判断所述轨道偏移度和所述扰动偏移度是否满足预设的校正启动条件的步骤，包括：如果所述轨道偏移度和所述扰动偏移度均满足上述校正启动条件，则，确定所述轨道偏移度和所述扰动偏移度满足预设的校正启动条件。
[0020]结合第一方面的第五种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种
可能的实施方式，其中，上述基于所述轨道偏移度计算航向角校正增量的步骤，包括：按照下述公式计算所述航向角校正增量：
[0021]ΔAz(k)＝
‑
1*tan
‑1[INC(k)
AC
][0022]其中，ΔAz(k)为当前运行周期内的所述航向角校正增量。
[0023]结合第一方面的第六种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述根据所述航向角校正增量对所述列车在当前运行周期内的航向角进行校正的步骤，包括：获取上一周期的航向角；基于所述上一周期的航向角和所述航向角校正增量对当前运行周期内的航向角进行校正；其中，校正的公式表示为：
[0024]Az(k)＝Az(k
‑
1)+ΔAz(k)
[0025]其中，Az(k)为当前运行周期内的航向角，Az(k
‑
1)为上一周期的航向角。
[0026]结合第一方面的第五种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：如果所述轨道偏移度和所述扰动偏移度中任意一个未满足所述校正启动条件，则获取上一周期的航向角，将所述上一周期的航向角确定为当前运行周期内的航向角。
[0027]第二方面，本专利技术实施例还提供一种轨道交通车辆的定位航向角的校正装置，所述校正装置包括：列车定位设备、航向角校正计算装置和航向角接收装置；其中，所述列车定位设备用于对所述列车进行实时定位，以及对所述列车的原始航向角进行测量和输出；所述航向角校正计算装置用于执行上述第一方面所述的轨道交通车辆的定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法，其特征在于，包括：获取列车在当前运行周期内的轨道走向信息；依据所述轨道走向信息，按照预先设置的选取规则在所述列车运行前方的轨道上选取预设数量的锚点；获取所述锚点的坐标信息，基于所述锚点的坐标信息计算每个所述锚点相对于第一锚点的轨道偏移度；其中，所述第一锚点为预设数量的所述锚点中距离所述列车的车头最近的锚点；在所述第一锚点与相邻的所述锚点之间选择扰动点，并计算所述扰动点相对于所述第一锚点的扰动偏移度；判断所述轨道偏移度和所述扰动偏移度是否满足预设的校正启动条件；如果是，基于所述轨道偏移度计算航向角校正增量；根据所述航向角校正增量对所述列车在当前运行周期内的航向角进行校正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照预先设置的选取规则在所述列车运行前方的轨道上选取预设数量的锚点的步骤，包括：按照预先设置的选取规则，自所述列车的车头开始，沿所述轨道远离所述车头方向，顺次选取所述第一锚点、第二锚点和第三锚点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先设置的选取规则包括：所述第一锚点距所述车头的距离不大于第一预设距离；所述第一锚点和所述第三锚点的距离不小于第二预设距离，其中，所述第二预设距离大于所述第一预设距离；所述第一锚点到所述第二锚点之间的距离与所述第二锚点到所述第三锚点之间的距离不相等。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述锚点的坐标信息计算每个所述锚点相对于第一锚点的轨道偏移度的步骤包括：分别获取所述第一锚点、所述第二锚点和所述第三锚点的坐标信息，其中，所述坐标信息包括每个所述锚点在当前运行周期内的横向坐标和纵向坐标；按照下述公式分别计算所述第二锚点和所述第三锚点相对于所述第一锚点的轨道偏移度：移度：其中，k表示当前运行周期为第k周期，A表示第一锚点、B表示第二锚点、C表示第三锚点；INC(k)
AB
表示在当前运行周期内，所述第二锚点相对于所述第一锚点的轨道偏移度；INC(k)
AC
表示在当前运行周期内，所述第三锚点相对于所述第一锚点的轨道偏移度；x(k)
A
、x(k)
B
、x(k)
C
和y(k)
A
、y(k)
B
、y(k)
C
分别为锚点A、B和C在当前运行周期内的横向坐标和纵向坐标。
5.根据权利要求4所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁霄，吴昊，朱永辉，袁魁，
申请(专利权)人：上海富欣智能交通控制有限公司，
类型：发明
国别省市：