本申請涉及重載鐵路運(yùn)輸，尤其涉及一種基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在鐵路列車行駛過程中，經(jīng)過環(huán)境敏感區(qū)域時，如密集的城市高樓區(qū)域、長距離隧道、山區(qū)森林和橋梁等，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由于信號遮蔽或多路徑效應(yīng)可能無法實時提供準(zhǔn)確的連續(xù)定位，對列車定位系統(tǒng)提出了特殊的挑戰(zhàn)。

2、因此，如何在環(huán)境敏感區(qū)域提高列車的定位精度成為業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法和系統(tǒng)，用于解決如何在環(huán)境敏感區(qū)域提高列車的定位精度的技術(shù)問題。

2、本申請?zhí)峁┮环N基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法，包括：

3、基于多個定位傳感器的數(shù)據(jù)確定當(dāng)前列車的實時位置；所述定位傳感器包括衛(wèi)星定位傳感器、慣性測量單元和里程計；

4、基于氣壓計的數(shù)據(jù)和/或所述慣性測量單元的數(shù)據(jù)，確定所述當(dāng)前列車經(jīng)過鐵路軌道上的多個關(guān)鍵位置；

5、將所述實時位置與各個關(guān)鍵位置的地理圍欄區(qū)域進(jìn)行匹配，確定所述當(dāng)前列車經(jīng)過的目標(biāo)關(guān)鍵位置；

6、基于所述目標(biāo)關(guān)鍵位置的位置信息，對所述實時位置進(jìn)行校正。

7、在一些實施例中，所述基于多個定位傳感器的數(shù)據(jù)確定當(dāng)前列車的實時位置，包括：

8、在所述衛(wèi)星定位傳感器接收到的衛(wèi)星信號大于預(yù)設(shè)信號閾值的情況下，基于誤差狀態(tài)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法，對所述衛(wèi)星定位傳感器的數(shù)據(jù)和所述慣性測量單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合計算，得到第一融合計算結(jié)果；

9、基于卡爾曼濾波算法，對所述第一融合計算結(jié)果和所述里程計的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合計算，得到所述當(dāng)前列車的實時位置。

10、在一些實施例中，所述基于多個定位傳感器的數(shù)據(jù)確定當(dāng)前列車的實時位置，包括：

11、在所述衛(wèi)星定位傳感器接收到的衛(wèi)星信號小于預(yù)設(shè)信號閾值的情況下，基于卡爾曼濾波算法，對所述慣性測量單元的數(shù)據(jù)和所述里程計的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合計算，得到第二融合計算結(jié)果；

12、基于所述第二融合計算結(jié)果，對所述當(dāng)前列車的歷史位置信息進(jìn)行航位推算，得到所述當(dāng)前列車的實時位置。

13、在一些實施例中，所述基于氣壓計的數(shù)據(jù)和/或所述慣性測量單元的數(shù)據(jù)，確定所述當(dāng)前列車經(jīng)過鐵路軌道上的多個關(guān)鍵位置，包括：

14、基于所述氣壓計的數(shù)據(jù)，確定所述當(dāng)前列車在當(dāng)前時刻對應(yīng)的滑動窗口的氣壓值方差；

15、在所述氣壓值方差大于預(yù)設(shè)方差閾值的情況下，確定所述當(dāng)前列車經(jīng)過鐵路軌道上的多個關(guān)鍵位置；

16、或者，基于所述慣性測量單元的數(shù)據(jù)，確定所述當(dāng)前列車經(jīng)過鐵路軌道上的各個位置的曲率；

17、基于各個位置的曲率，確定所述當(dāng)前列車經(jīng)過鐵路軌道上的多個關(guān)鍵位置。

18、在一些實施例中，所述將所述實時位置與各個關(guān)鍵位置的地理圍欄區(qū)域進(jìn)行匹配，確定所述當(dāng)前列車經(jīng)過的目標(biāo)關(guān)鍵位置，包括：

19、以各個關(guān)鍵位置為圓心，以預(yù)設(shè)長度為半徑，確定各個關(guān)鍵位置的地理圍欄區(qū)域；

20、確定所述實時位置與各個關(guān)鍵位置之間的距離；

21、在所述距離小于任一關(guān)鍵位置的地理圍欄區(qū)域的半徑的情況下，將所述任一關(guān)鍵位置確定為所述目標(biāo)關(guān)鍵位置。

22、在一些實施例中，所述基于所述目標(biāo)關(guān)鍵位置的位置信息，對所述實時位置進(jìn)行校正，包括：

23、基于所述實時位置與所述目標(biāo)關(guān)鍵位置的經(jīng)度之差和緯度之差，確定所述實時位置與所述目標(biāo)關(guān)鍵位置之間的位置偏差；

24、基于所述位置偏差，對所述實時位置進(jìn)行校正。

25、在一些實施例中，所述基于所述位置偏差，對所述實時位置進(jìn)行校正，包括：

26、基于所述實時位置與所述目標(biāo)關(guān)鍵位置的經(jīng)緯度坐標(biāo)，確定所述實時位置與所述目標(biāo)關(guān)鍵位置之間的球面夾角；

27、基于所述球面夾角，確定角度偏差；

28、基于所述角度偏差，以及所述位置偏差，確定對所述實時位置進(jìn)行校正的距離偏差。

29、本申請?zhí)峁┮环N基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位系統(tǒng)，包括：

30、位置計算模塊，用于基于多個定位傳感器的數(shù)據(jù)確定當(dāng)前列車的實時位置；所述定位傳感器包括衛(wèi)星定位傳感器、慣性測量單元和里程計；

31、位置判斷模塊，用于基于氣壓計的數(shù)據(jù)和/或所述慣性測量單元的數(shù)據(jù)，確定所述當(dāng)前列車經(jīng)過鐵路軌道上的多個關(guān)鍵位置；

32、閉環(huán)檢測模塊，用于將所述實時位置與各個關(guān)鍵位置的地理圍欄區(qū)域進(jìn)行匹配，確定所述當(dāng)前列車經(jīng)過的目標(biāo)關(guān)鍵位置；

33、位置校正模塊，用于基于所述目標(biāo)關(guān)鍵位置的位置信息，對所述實時位置進(jìn)行校正。

34、本申請?zhí)峁┮环N電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實現(xiàn)所述的基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法。

35、本申請?zhí)峁┮环N非暫態(tài)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述的基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法。

36、本申請?zhí)峁┑幕诃h(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法和系統(tǒng)，基于多個定位傳感器的數(shù)據(jù)確定當(dāng)前列車的實時位置；定位傳感器包括衛(wèi)星定位傳感器、慣性測量單元和里程計；基于氣壓計的數(shù)據(jù)和/或慣性測量單元的數(shù)據(jù)，確定當(dāng)前列車經(jīng)過鐵路軌道上的多個關(guān)鍵位置；將實時位置與各個關(guān)鍵位置的地理圍欄區(qū)域進(jìn)行匹配，確定當(dāng)前列車經(jīng)過的目標(biāo)關(guān)鍵位置；基于目標(biāo)關(guān)鍵位置的位置信息，對實時位置進(jìn)行校正；由于采用了多傳感器融合的方法，可以綜合利用不同傳感器的優(yōu)勢，有效克服單一定位傳感器數(shù)據(jù)在不同環(huán)境下的局限性；通過車內(nèi)氣壓變化或者軌道曲率確定關(guān)鍵位置，根據(jù)關(guān)鍵位置的精準(zhǔn)位置信息對列車的實時位置進(jìn)行校正，有效提高了列車在環(huán)境敏感區(qū)域的鐵軌道路上的定位精度，還增強(qiáng)了定位系統(tǒng)在面對軌道多樣性時的適應(yīng)性和靈活性。

技術(shù)特征：

1.一種基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法，其特征在于，所述基于多個定位傳感器的數(shù)據(jù)確定當(dāng)前列車的實時位置，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法，其特征在于，所述基于多個定位傳感器的數(shù)據(jù)確定當(dāng)前列車的實時位置，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法，其特征在于，所述基于氣壓計的數(shù)據(jù)和/或所述慣性測量單元的數(shù)據(jù)，確定所述當(dāng)前列車經(jīng)過鐵路軌道上的多個關(guān)鍵位置，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法，其特征在于，所述將所述實時位置與各個關(guān)鍵位置的地理圍欄區(qū)域進(jìn)行匹配，確定所述當(dāng)前列車經(jīng)過的目標(biāo)關(guān)鍵位置，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法，其特征在于，所述基于所述目標(biāo)關(guān)鍵位置的位置信息，對所述實時位置進(jìn)行校正，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法，其特征在于，所述基于所述位置偏差，對所述實時位置進(jìn)行校正，包括：

8.一種基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實現(xiàn)權(quán)利要求1至7任一項所述的基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法。

10.一種非暫態(tài)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，其特征在于，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1至7任一項所述的基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N基于環(huán)境敏感閉環(huán)檢測的高精度列車定位方法和系統(tǒng)，涉及重載鐵路運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域，包括：基于多個定位傳感器的數(shù)據(jù)確定當(dāng)前列車的實時位置；所述定位傳感器包括衛(wèi)星定位傳感器、慣性測量單元和里程計；基于氣壓計的數(shù)據(jù)和/或所述慣性測量單元的數(shù)據(jù)，確定所述當(dāng)前列車經(jīng)過鐵路軌道上的多個關(guān)鍵位置；將所述實時位置與各個關(guān)鍵位置的地理圍欄區(qū)域進(jìn)行匹配，確定所述當(dāng)前列車經(jīng)過的目標(biāo)關(guān)鍵位置；基于所述目標(biāo)關(guān)鍵位置的位置信息，對所述實時位置進(jìn)行校正。本申請?zhí)峁┑姆椒ê拖到y(tǒng)，有效提高了列車在環(huán)境敏感區(qū)域的鐵軌道路上的定位精度。

技術(shù)研發(fā)人員：張大林,宮匯銓,彭云鵑,王洪偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6