CN114445790A - 一种城轨车辆车载设备定位方法及*** - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种城轨车辆车载设备定位方法,具体步骤为通过线阵相机和面阵相机,获取接触线的连续拍摄图像;根据定位点特征识别,判定所述线阵相机拍摄图像中的定位点信息;根据所述面阵相机拍摄图像中的定位点编号信息是否缺失,对所述定位点信息进行相应判断,并进行定位点修正;对相邻定位点之间的定位信息,可以结合所述线阵相机拍摄图像中的多行数据,计算对应点的定位信息。本申请的定位方法及***,在户外锻或者隧道段内均可以运行,可以实时获取城轨车辆的定位数据,并且可以对检测到的缺陷或故障失效点,进行准确定位,实现自动将检测数据和定位数据进行绑定,方便维修人员后续进行复核检查和维修,提高了设备自动化检测水平。
Description
技术领域
本申请涉及城轨车辆轨道交通检测技术领域,尤其涉及一种城轨车辆车载设备定位方法及***。
背景技术
近年来,城市轨道交通取得了快速的发展,地铁轻轨已经被普及,成为人们日常外出的常用交通工具。地铁牵引供电***设备的可靠性、运行过程的安全性是整个地铁系列安全运行的重要保障。接触网是牵引供电***向电客车提供电能的最直接环节,其状态直接影响电客车的受流质量,接触网的检测也成为地铁公司最重要的日常检修维护工作之一。
面对运营压力日趋紧张、需求多样化的发展趋势,为了保障运营车辆的安全运行,对高速运行状态下的接触网进行在线监测,采用更智能、快速、可靠的高端检测技术来提升城市轨道交通运营的效率、安全性显得尤为重要。
定位信息作为车载检测设备必须提供的重要信息之一,借助定位信息才能实现对检测结果的复现、校核或维修。但是,现有的检测定位工作大多是采用人工确认定位点的方式进行,精度不高,而且耗时耗力,效率低下。
因此,如何设计一种能够自动将检测数据和定位数据进行绑定,方便后续对检测结果的复核检查和维修,且定位精度高、效率高的定位方法及***成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种城轨车辆车载设备定位方法及***,以解决现有技术中存在的不能实时获取定位数据、对检测结果的复核和维修复杂、定位精度较低以及效率较低的问题。
一方面,本申请提供一种城轨车辆车载设备定位方法,所述定位方法具体步骤如下:
通过线阵相机和面阵相机,获取接触线的连续拍摄图像;
根据定位点特征识别,判定所述线阵相机拍摄图像中的定位点信息;
根据所述面阵相机拍摄图像中的定位点编号信息是否缺失,对所述定位点信息进行相应判断,并进行定位点修正;
对相邻定位点之间的定位信息,可以结合所述线阵相机拍摄图像中的多行数据,计算对应点的定位信息。
在本申请的较佳实施例中,通过定视角的拍摄方式获取接触线的连续拍摄图像。
在本申请的较佳实施例中,根据所述面阵相机拍摄图像中的定位点编号信息是否缺失,对所述定位点信息进行相应判断,并进行定位点修正的具体过程如下:
若所述定位点编号信息无缺失,则根据所述定位点编号信息,对所述定位点信息进行辅助判断,若存在差异,则以所述定位点编号信息为准,进行定位点修正;
若所述定位点编号信息部分缺失,则根据基础信息数据库信息,对所述定位点信息进行辅助判断,若存在差异,则以所述基础信息数据库信息为准,进行定位点修正。
另一方面,本申请还提供一种城轨车辆车载设备定位***,所述定位***包括:
图像采集模块,所述图像采集模块安装在城轨车辆的顶部,包括线阵相机采集模块、线激光和面阵相机采集模块,用于采集连续图像;
图像处理模块,所述图像处理模块和所述图像采集模块连接,用于识别接触网设备定位点的信息;
定位计算模块,所述定位计算模块连接所述图像处理模块,用于根据所述图像处理模块得到的定位点的信息,结合基础信息数据库的数据,计算得到城轨车辆定位信息。
在本申请的较佳实施例中,所述线阵相机采集模块的取景窗口和所述线激光的朝向均为竖直向上,所述线阵相机采集模块用于采集接触线和定位点图像。
上述技术方案中,所述线激光是为了发射出指定波长的激光,照射到上方机构后,光线反射进入所述线阵相机采集模块进行成像,两者配合使用,才能完成高频图像的连续采集。
在本申请的较佳实施例中,所述面阵相机采集模块的取景窗口朝向为城轨车辆运行方向的一侧,用于采集定位点编号。
上述技术方案中,所述面阵相机采集模块的图像分析,是为了辅助判定定位点。
在本申请的较佳实施例中,所述定位计算模块还用于结合所述线阵相机采集模块采集的图像和定位点之间的位置信息,进行逐行计算。
在本申请的较佳实施例中,所述定位计算模块包括GPS模块、惯导模块、RFID阅读器以及RFID标签,其中,所述GPS模块用于获取城轨车辆的经纬度信息,所述惯导模块用于在所述城轨车辆处于运动状态时,通过积分叠加算法,得到城轨车辆行驶的相对位移信息,所述RFID阅读器安装在城轨车辆本体的一侧,所述RFID标签为无源电子标签,安装在隧道内壁或定位立柱上的指定高度区域。
上述技术方案中,所述RFID标签所处的里程位置,作为设施基准数据信息存入到基础信息数据库中。
本申请的一种城轨车辆车载设备定位方法及***,相较于现有技术而言,具有有益效果如下:
本申请的定位方法及***,在户外锻或者隧道段内均可以运行,可以实时获取城轨车辆的定位数据,并且可以对检测到的缺陷或故障失效点,即定位编号信息缺失的点,进行准确定位,实现自动将检测数据和定位数据进行绑定,方便维修人员后续进行复核检查和维修,推动了弓网检测过程的自动化操作,提高了设备自动化水平。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,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的附图。
图1为本申请的一种城轨车辆车载设备定位方法的流程图;
图2为本申请的一种城轨车辆车载设备定位***的原理框图;
图3为本申请的一种城轨车辆车载设备定位***中定位计算模块的部分RFID标签在地铁线路上的分布示意图;
图4为本申请的一种城轨车辆车载设备定位***中定位计算模块的原理示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,术语“顶部”、“竖直向上”、“一侧”、“内壁”以及“指定高度区域”等指示的方位或位置关系为该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通信连接,或电连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是,本申请中对于术语的简要说明,仅是为了方便理解接下来描述的实施方式,而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明,这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。
此外,术语“包括”、“设置有”以及任何变形,意图在于覆盖但不排他的包含,例如,包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组件,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。
本申请中使用的术语“模块”,是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合,能够执行与该元件相关的功能。
面阵相机,实现的是像素矩阵拍摄。相机拍摄图像中,表现图像细节不是由像素多少决定的,是由分辨率决定的。分辨率是由选择的镜头焦距决定的,同一种相机,选用不同焦距的镜头,分辨率就不同。
线阵相机,顾名思义是呈“线”状的。虽然也是二维图像,但极长。几K的长度,而宽度却只有几个象素的而已。
实施例1
参见图1,为一种城轨车辆车载设备定位方法的流程图,本申请提供的一种城轨车辆车载设备定位方法的具体步骤为:
S101,通过线阵相机和面阵相机,获取接触线的连续拍摄图像;
S102,根据定位点特征识别,判定所述线阵相机拍摄图像中的定位点信息;
S103,根据所述面阵相机拍摄图像中的定位点编号信息是否缺失,对所述定位点信息进行相应判断,并进行定位点修正;
S104,对相邻定位点之间的定位信息,可以结合所述线阵相机拍摄图像中的多行数据,计算对应点的定位信息。
在上述实施方式的基础上,进一步地,步骤S101中,通过定视角的拍摄方式获取接触线的连续拍摄图像。
在上述实施方式的基础上,进一步地,步骤S103中,根据所述面阵相机拍摄图像中的定位点编号信息是否缺失,对所述定位点信息进行相应判断,并进行定位点修正的具体过程如下:
若所述定位点编号信息无缺失,则根据所述定位点编号信息,对所述定位点信息进行辅助判断,若存在差异,则以所述定位点编号信息为准,进行定位点修正;
若所述定位点编号信息部分缺失,则根据基础信息数据库信息,对所述定位点信息进行辅助判断,若存在差异,则以所述基础信息数据库信息为准,进行定位点修正。
实施例2
如图2所示,为本申请的一种城轨车辆车载设备定位***原理框图,所述定位***包括:
图像采集模块,所述图像采集模块安装在城轨车辆的顶部,包括线阵相机采集模块、线激光和面阵相机采集模块,用于采集连续图像;
图像处理模块,所述图像处理模块,即线阵相机采集模块和面阵相机采集模块和所述图像采集模块连接,用于识别接触网设备定位点的信息;
定位计算模块,所述定位计算模块连接所述图像处理模块,用于根据所述图像处理模块得到的定位点的信息,结合基础信息数据库的数据,计算得到城轨车辆定位信息。
在上述实施方式的基础上,进一步地,所述线阵相机采集模块的取景窗口和所述线激光的朝向均为竖直向上,所述线阵相机采集模块用于采集接触线和定位点图像。
需要特别说明的是,在本实施例中,所述线激光是为了发射出指定波长为850nm的激光,照射到上方机构后,光线反射进入所述线阵相机采集模块进行成像,两者配合使用,才能完成高频图像的连续采集。
在上述实施方式的基础上,进一步地,所述面阵相机采集模块的取景窗口朝向为城轨车辆运行方向的一侧,用于采集定位点编号。
上述技术方案中,所述面阵相机采集模块的图像分析,是为了辅助判定定位点。
在上述实施方式的基础上,进一步地,所述定位计算模块还用于结合所述线阵相机采集模块采集的图像和定位点之间的位置信息,进行逐行计算。
如图4所示,所述定位计算模块包括GPS模块、惯导模块、RFID阅读器以及RFID标签,其中,所述GPS模块用于获取城轨车辆的经纬度信息,所述惯导模块用于在所述城轨车辆处于运动状态时,通过积分叠加算法,得到城轨车辆行驶的相对位移信息,所述RFID阅读器安装在城轨车辆本体的一侧,如图3所示,所述RFID标签为无源电子标签,安装在隧道内壁或定位立柱上的指定高度区域,指定高度区域根据实际情况可自行选择。
如图4所示,本申请的一种城轨车辆车载设备定位***还包括X86主机,X86主机主要用于实现本申请中的全部计算功能,具体包括本申请的图1中的步骤S102到S104的对定位点信息判定以及修正的过程。
需要特别说明的是,在本实施例2中,所述RFID标签所处的里程位置,作为设施基准数据信息存入到基础信息数据库中。此外,由于受隧道段内部的GPS信号限制,因此在隧道段的内部会增加RFID标签的布设密度,如图3所示,在本实施例2中,隧道段内部每间隔30m,设置一个RFID标签;而户外段每隔一个站点,设置一个RFID标签,RFID标签的数量可根据实际情况进行相应选择。
如图4所示,当地铁经过设置有RFID标签的位置时,RFID标签将信号传输至RFID阅读器,RFID阅读器收到RFID标签反馈的信号,则通过GPS模块和惯导模块的结合,并根据积分叠加算法计算出地铁在轨道上行驶的距离信息,并依据预设定的位置信息,即图4中的X86主机中的预设定的数据信息,包括作为设施基准数据信息的RFID标签所处的里程位置,对位移量进行标定修正,获取精准的定位信息。
在本实施例2中,所述积分叠加算法的具体实现步骤如下:
S1,在起始点,记录当前位置下,GPS模块输出的(x1,y1);
S2,开始循环,循环周期为20ms;
S3,读取循环之后的GPS模块输出的(x2,y2);
S4,计算相对位移量delta,公式如下:
delta=sqrt((x1-x2)2+(y1-y2)2);
S5,对相对位移量进行累积,赋值行程,即dist=dist+delta,其中,dist表示城轨车辆行驶的路程;
S6,若到达预设点(如站点或预设标识点),则依据预设定的数据信息对位移量进行修正;
S7,根据GPS模块的输出变化标注地铁车辆处于上行状态或下行状态;
S8,GPS模块输出转存(x1,y1),返回步骤S3中继续执行,即在城轨车辆运行的期间,一直循环执行S1-S8,从而起到能够持续输出城轨车辆在运行期间的定位信息的作用。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可,以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例,并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种城轨车辆车载设备定位方法,其特征在于,所述定位方法具体步骤如下:
通过线阵相机和面阵相机,获取接触线的连续拍摄图像;
根据定位点特征识别,判定所述线阵相机拍摄图像中的定位点信息;
根据所述面阵相机拍摄图像中的定位点编号信息是否缺失,对所述定位点信息进行相应判断,并进行定位点修正;
对相邻定位点之间的定位信息,可以结合所述线阵相机拍摄图像中的多行数据,计算对应点的定位信息。
2.根据权利要求1所述的一种城轨车辆车载设备测试方法,其特征在于,通过定视角的拍摄方式获取接触线的连续拍摄图像。
3.根据权利要求1所述的一种城轨车辆车载设备测试方法,其特征在于,
根据所述面阵相机拍摄图像中的定位点编号信息是否缺失,对所述定位点信息进行相应判断,并进行定位点修正的具体过程如下:
若所述定位点编号信息无缺失,则根据所述定位点编号信息,对所述定位点信息进行辅助判断,若存在差异,则以所述定位点编号信息为准,进行定位点修正;
若所述定位点编号信息部分缺失,则根据基础信息数据库信息,对所述定位点信息进行辅助判断,若存在差异,则以所述基础信息数据库信息为准,进行定位点修正。
4.一种城轨车辆车载设备定位***,其特征在于,所述定位***包括:
图像采集模块,所述图像采集模块安装在城轨车辆的顶部,包括线阵相机采集模块、线激光和面阵相机采集模块,用于采集连续图像;
图像处理模块,所述图像处理模块和所述图像采集模块连接,用于识别接触网设备定位点的信息;
定位计算模块,所述定位计算模块连接所述图像处理模块,用于根据所述图像处理模块得到的定位点的信息,结合基础信息数据库的数据,计算得到城轨车辆定位信息。
5.根据权利要求4所述的一种城轨车辆车载设备测试***,其特征在于,所述线阵相机采集模块的取景窗口和所述线激光的朝向均为竖直向上,所述线阵相机采集模块用于采集接触线和定位点图像。
6.根据权利要求4所述的一种城轨车辆车载设备测试***,其特征在于,所述面阵相机采集模块的取景窗口朝向为城轨车辆运行方向的一侧,用于采集定位点编号。
7.根据权利要求4所述的一种城轨车辆车载设备测试***,其特征在于,所述定位计算模块还用于结合所述线阵相机采集模块采集的图像和定位点之间的位置信息,进行逐行计算。
8.根据权利要求7所述的一种城轨车辆车载设备测试***,其特征在于,所述定位计算模块包括GPS模块、惯导模块、RFID阅读器以及RFID标签,其中,所述GPS模块用于获取城轨车辆的经纬度信息,所述惯导模块用于在所述城轨车辆处于运动状态时,通过积分叠加算法,得到城轨车辆行驶的相对位移信息,所述RFID阅读器安装在城轨车辆本体的一侧,所述RFID标签为无源电子标签,安装在隧道内壁或定位立柱上的指定高度区域。
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CN114802358A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-07-29 | 武汉大学 | 一种基于视觉识别的轨道检查车定位方法及定位*** |
CN116242316A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-06-09 | 合肥中车轨道交通车辆有限公司 | 刚性接触网定位点实时检测的方法及装置 |
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CN116242316B (zh) * | 2023-03-31 | 2024-05-14 | 合肥中车轨道交通车辆有限公司 | 刚性接触网定位点实时检测的方法及装置 |
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