CN110116740B - 基于偏移计算的轨道车辆定位装置、***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于偏移计算的轨道车辆定位装置、***及方法，该定位装置包括第一数据接口，用于接收当前时间周期采集到的车辆的速度信息；第二数据接口，用于接收识读器给出的触发信号；累加器，用于以接收的速度信息计算当前时间周期的偏移量，并在未接收到触发信号时，在之前累计的偏移量上累加所述当前时间周期的偏移量，在接收到触发信号时，将之前累计的偏移量清零，以所述当前时间周期的偏移量为基础重新开始累计偏移量；第三数据接口，用于输出累加器到当前时间周期所累计的偏移量。本发明采用计算偏移量的方式来确定车辆的当前位置，定位准确性更高。

Description

基于偏移计算的轨道车辆定位装置、***及方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆控制技术领域，特别涉及一种基于偏移计算的轨道车辆定位装置、***及方法。

背景技术

随着汽车的普及，城市交通承受压力越来越大，事故也是逐步增加。既然地面交通难以承受，地下交通昂贵且空间有限，因此空中轨道交通应运而生。

轨道无人车驾驶在开发过程中，需要各种信息的采集、处理和控制，尤其是实时性和精度要求越高越好。比如车辆的位置信息，目前可以通过GPS等实现位置采集，但是实时性和准确性却难以保证。因此，如何实现精确定位是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术中所存在的定位准确度不高的不足，提供一种基于偏移计算的轨道车辆定位装置及***，以提高定位的准确性。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种基于偏移计算的轨道车辆定位装置，包括：

第一数据接口，用于接收当前时间周期采集到的车辆的速度信息；

第二数据接口，用于接收识读器给出的触发信号；

累加器，用于以接收的速度信息计算当前时间周期的偏移量，并在未接收到触发信号时，在之前累计的偏移量上累加所述当前时间周期的偏移量，在接收到触发信号时，将之前累计的偏移量清零，以所述当前时间周期的偏移量为基础重新开始累计偏移量；

第三数据接口，用于输出累加器到当前时间周期所累计的偏移量。

另一方面，本发明还提供了一种基于偏移计算的轨道车辆定位***，包括：

沿轨道设置的若干个位置标签，每个位置标签具有一个ID号，一个位置标签用于标识轨道的一个位置；

安装于车辆的识读器，用于在车辆行驶到当前位置标签的感知范围时，识读所述当前位置标签的ID号；

速度采集装置，用于采集当前时间周期车辆的速度信息；

以及前述的基于偏移计算的轨道车辆定位装置，通过第一数据接口与所述速度采集装置连接，通过第二数据接口与所述识读器连接。

在另一个实施方案中，上述基于偏移计算的轨道车辆定位***，还包括通讯装置和远程服务器，所述基于偏移计算的轨道车辆定位装置通过所述通讯装置与所述远程服务器数据通信，将累计的偏移量及对应的位置标签的ID号发送给远程服务器。通过设置通讯装和远程服务器，可以实现将车辆当前位置信息传输给远程服务器，实现远程监控。

优选的，上述基于偏移计算的轨道车辆定位***中，所述位置标签为RFID标签，所述识读器为RFID读卡器。RFID技术成熟，且成本低，是位置标签的优选实施方式。

另一方面，本发明实施例还提供了一种基于偏移计算的轨道车辆定位方法，包括以下步骤：

接收当前时间周期采集到的车辆的速度信息，并根据所述速度信息计算当前时间周期的偏移量；

判断是否接收到识读器给出的触发信号；

若未接收到触发信号，则在之前累计的偏移量上累加所述当前时间周期的偏移量，且以所述识读器所读取到的前一个位置标签的位置，以及当前累计的偏移量确定轨道车辆的位置；

若接收到触发信号，则将之前累计的偏移量清零，以所述当前时间周期的偏移量为基础重新开始累计偏移量，且以所述识读器当前所读取到的位置标签的位置，以及所述当前时间周期的偏移量确定轨道车辆的位置。

与现有技术相比，本发明在位置标签的基础上结合偏移量，可以更加准确地得出车辆当前位置。另外，通过仅累计两个位置标签之间的偏移量的方式，可以消除累计误差所造成的定位不准确，因此进一步提高了车辆定位的准确性，符合无人驾驶车辆发展的未来需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的基于偏移计算的轨道车辆定位装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的基于偏移计算的轨道车辆定位***的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的基于偏移计算的轨道车辆定位方法的流程图。

图中标记说明

轨道1，RFID标签2，远程服务器器3，速度采集装置4，RFID读卡器5，车辆6。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2，图2中箭头表示车辆运行方向，本实施例中提供了一种基于偏移计算的轨道车辆定位***，包括若干个RFID标签2，一个RFID读卡器5，一个速度采集装置4，一个基于偏移计算的轨道车辆定位装置(后文某些地方简称定位装置)，图2中仅示出了两个RFID标签2作为示意。

若干个RFID标签2沿轨道1间隔设置，相邻两个RFID标签的间隔距离可以相同也可以不同，但是一个RFID标签即标识了轨道的一个位置，为已知量，可以标注在地图中。每个RFID标签带有独有的ID号，只要获取了ID号即可知晓其位置。

一般地，为了避免相互之间的干扰，相邻两个RFID标签2的间隔距离大于其定位精度，这样也可以节省标签成本。如果不可避免地两个RFID标签2的距离较近，例如分轨时分别设置两条轨道1上的RFID标签2，由于每个RFID标签2带有一个独立的ID号，因此RFID读卡器可以在第一次读取到RFID标签2的ID号时，就向定位装置输出触发信号，而在后续读取到相同的ID号时则忽略，不输出触发信号给定位装置。

RFID读卡器5安装于车辆6，RFID读卡器5用于在车辆6行驶至当前RFID标签2时，读取该RFID标签2的信息。

容易理解的，本实施例中，RFID标签2仅是作为一种较优的实施方式举例，其技术成熟，成本低，足以满足位置标识的需求。作为其他实施方式，当然也可以采用其他装置作为位置标签，实现位置标识的作用，RFID读卡器则变更为相应的可以识读该位置标签的识读器，例如RFID标签变更为光发射器，RFID读卡器变更为光接收器。

速度采集装置4可以安装于车辆上，用于采集当前时间周期车辆的速度信息，并通过定位装置的第一数据接口传输给定位装置。

请参阅图1，本实施例中所述基于偏移计算的轨道车辆定位装置，包括第一数据接口、第二数据接口、累加器和第三数据接口。

其中，第一数据接口用于接收当前时间周期采集到的车辆的速度信息。基于速度采集装置的结构不同，第一数据接口的结构相应变化，以实现本定位装置与速度采集装置连接，而从速度采集装置中获取当前车辆的速度数据。第一数据接口一般是有线连接接口，但是如果速度采集装置通过无线传输的方式将速度数据传输给本定位装置，那么该第一数据接口则为相应的无线传输模块。

其中，第二数据接口用于接收识读器给出的触发信号，即定位装置通过第二数据接口与识读器连接。这里的触发信号是指触发累加器执行清零操作(也可以是非清零操作)的信号。在一个实施方案中，当识读器识读到新的位置标签的ID号时，就输出触发信号给本定位装置，在没有识读到新的位置标签的ID号时，就不输出触发信号给本定位装置。

其中，累加器用于以接收的速度信息计算当前时间周期的偏移量，并在未接收到触发信号时，在之前累计的偏移量上累加所述当前时间周期的偏移量，在接收到触发信号时，将之前累计的偏移量清零，以所述当前时间周期的偏移量为基础重新开始累计偏移量。

第三数据接口即是数据输出接口，用于输出累加器到当前时间周期所累计的偏移量。该偏移量加上定位标签所标识的位置，即为当前车辆所在位置。

本实施例中，累加器可以是累加运算电路，也可以是集成了累加运算的处理器。累加器到当前时间周期所累加的偏移量ΔS＝V₁T+V₂T...+V_nT，其中，Vn表示第n个时间周期(也是当前时间周期)所采集到的车辆的速度信息，不同的时间周期车辆的速度可能相同或不同。若累加器在当前时间周期接收到触发信号，则当前时间周期即为第一个时间周期，即n＝1，若累加器在当前时间周期没有接收到触发信号，当前时间周期则为相应的第n个时间周期。

如图2所示，假设一个位置标签所标识的位置为S1，车辆当前处于该位置标签的前方(仅以车辆运行方向为参考)，车辆当前处于第3个时间周期，那么累加器输出的偏移量为ΔS＝V₁T+V₂T+V₃T，车辆当前的具***置为S1+V₁T+V₂T+V₃T。

本方案中，默认在同一个时间周期内车辆的速度不变，因此时间周期越短，定位精度越高，在一个实验例中，时间周期设定为50ms，在50ms内车辆速度变化几乎可忽略，因此定位精度很高。

随着时间的累积，因速度变化引起的误差会越来越大。本实施例定位装置，不仅通过位置标签加偏移量的方式来提高定位精度，而且针对于每一个位置标签，都重新计算偏移量，因此可以消除前面的累积误差，进一步提高定位精度。

RFID标签的定位精度一般是一米以内，上述定位***中，RFID标签一旦进入RFID读卡器的作用范围，即可读取信息，此时定位误差是几十厘米。读取到标签后即以时间周期开始不断计算偏移量，误差就变得很小了。通过读取到新的RFID标签时重新计算偏移量，可以消除前面的累积误差，进一步提高定位精度。因此，相对于现有技术，本实施例所述定位***可以提高定位精度，为实现无人驾驶通过技术支持。

如果控制车辆运行的车辆控制***在车辆上，则累加器输出的偏移量直接传输给车辆控制***。如果车辆是由远程控制，或者需要被远程监控，则上述基于偏移计算的轨道车辆定位***中，还包括通讯装置和远程服务器3，基于偏移计算的轨道车辆定位装置通过通讯装置与远程服务器3数据通信，将累计的偏移量及对应的位置标签的ID号发送给远程服务器3，如图2所示。通讯装置为4G模块或5G模块，保障数据传输的及时性和可靠性，远程服务器3可以是云服务器。

如图3所示，基于上述***，本发明实施例提供了一种基于偏移计算的轨道车辆定位方法，包括以下步骤：

接收当前时间周期采集到的车辆的速度信息，并根据所述速度信息计算当前时间周期的偏移量；

判断是否接收到识读器给出的触发信号；

若未接收到触发信号，则在之前累计的偏移量上累加所述当前时间周期的偏移量，且以所述识读器所读取到的前一个位置标签的位置，以及当前累计的偏移量确定轨道车辆的位置；

若接收到触发信号，则将之前累计的偏移量清零，以所述当前时间周期的偏移量为基础重新开始累计偏移量，且以所述识读器当前所读取到的位置标签的位置，以及所述当前时间周期的偏移量确定轨道车辆的位置。

本方法实施例中没有描述之处，可以参见前述***的相关描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于偏移计算的轨道车辆定位装置，其特征在于，包括：

第一数据接口，用于接收当前时间周期采集到的车辆的速度信息；

第二数据接口，用于接收识读器给出的触发信号；

累加器，用于以接收的速度信息计算当前时间周期的偏移量，并在未接收到触发信号时，在之前累计的偏移量上累加所述当前时间周期的偏移量，在接收到触发信号时，将之前累计的偏移量清零，以所述当前时间周期的偏移量为基础重新开始累计偏移量；

第三数据接口，用于输出累加器到当前时间周期所累计的偏移量。

2.一种基于偏移计算的轨道车辆定位***，其特征在于，包括：

沿轨道设置的若干个位置标签，每个位置标签具有一个ID号，一个位置标签用于标识轨道的一个位置；

安装于车辆的识读器，用于在车辆行驶到当前位置标签的感知范围时，识读所述当前位置标签的ID号；

速度采集装置，用于采集当前时间周期车辆的速度信息；

权利要求1所述的基于偏移计算的轨道车辆定位装置，通过第一数据接口与所述速度采集装置连接，通过第二数据接口与所述识读器连接。

3.根据权利要求2所述的基于偏移计算的轨道车辆定位***，其特征在于，还包括通讯装置和远程服务器，所述基于偏移计算的轨道车辆定位装置通过所述通讯装置与所述远程服务器数据通信，将累计的偏移量及对应的位置标签的ID号发送给远程服务器。

4.根据权利要求2或3所述的基于偏移计算的轨道车辆定位***，其特征在于，所述位置标签为RFID标签，所述识读器为RFID读卡器。

5.根据权利要求3所述的基于偏移计算的轨道车辆定位***，其特征在于，所述通讯装置为4G模块或5G模块。

6.根据权利要求3所述的基于偏移计算的轨道车辆定位***，其特征在于，所述远程服务器为云服务器。

7.利用权利要求2所述的基于偏移计算的轨道车辆定位***实现的一种基于偏移计算的轨道车辆定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收当前时间周期采集到的车辆的速度信息，并根据所述速度信息计算当前时间周期的偏移量；

判断是否接收到识读器给出的触发信号；

若未接收到触发信号，则在之前累计的偏移量上累加所述当前时间周期的偏移量，且以所述识读器所读取到的前一个位置标签的位置，以及当前累计的偏移量确定轨道车辆的位置；

若接收到触发信号，则将之前累计的偏移量清零，以所述当前时间周期的偏移量为基础重新开始累计偏移量，且以所述识读器当前所读取到的位置标签的位置，以及所述当前时间周期的偏移量确定轨道车辆的位置。