CN107953901A - 一种用于列车停车精确定位的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种用于列车停车精确定位的系统及方法，其中，系统包括：视觉测量系统和安装于站台安全门靠站台侧中缝处的彩色光源；所述视觉测量系统安装在列车车厢地板上，用于在到站停车后，通过对所述彩色光源进行识别，获取列车车门与站台安全门之间的相对位置，进而获取本次到站停车的实际误差。本发明实施例能够自动在列车进站停车后自动计算并记录停车误差，测量和记录不需要人为参与，大大减少了数据准备阶段时间，以及节省了测试时间，降低了测试过程中的人力输出，避免了数据测量中的人为误差，保证了测量精度。

Description

一种用于列车停车精确定位的系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及轨道交通控制技术领域，具体涉及一种用于列车停车精确定位的系统及方法。

背景技术

列车在ATO(列车自动驾驶)设备的控制下驶入车站并精准对位停车是列车自动(半自动)驾驶模式的基本功能，从而才能进行车门和站台安全门的开关动作，保证列车的正常运营。

然而，列车到站对位停车是建立在ATO精准的逻辑算法之上的，其中涉及到的参数需要根据实际线路和车辆情况进行不断测试和修正。在参数修正的过程中列车实际停车误差是一项尤其重要的参考数据。

目前，获取实际停车误差的方法是由测试人员在列车到站停稳后，人为测量并记录停车误差。测量方法和工具多种多样，但测量过程都需要人为测量，人为测量费时费力，由此产生的人为误差也会对ATO参数的修正造成影响，数据的测量和记录不具备自动化，测量需要额外的人力和时间，影响测试效率。

发明内容

鉴于此，本发明实施例旨在提供一种用于列车停车精确定位的系统及方法，以解决现有获取列车实际停车误差过程中所产生的人为误差以及数据的记录和后期处理不具备自动化的问题。

第一方面，本发明实施例提出一种用于列车停车精确定位的系统，包括：视觉测量系统和安装于站台安全门靠站台侧中缝处的彩色光源；

所述视觉测量系统安装在列车车厢地板上，用于在到站停车后，通过对所述彩色光源进行识别，获取列车车门与站台安全门之间的相对位置，进而获取本次到站停车的实际误差。

可选地，所述彩色光源由一组球形LED灯组成，各球形LED灯具备各向同性；

所述球形LED灯纵向排列并与站台安全门垂直，所述彩色光源的中心线正对站台安全门中缝。

可选地，所述视觉测量系统包括：视觉传感器、处理器和存储器；

所述处理器分别与所述视觉传感器和所述存储器相连接，所述视觉传感器的镜头方向与列车车门垂直，所述视觉传感器的镜头的中心线水平正对列车车门中缝；

所述视觉传感器，用于到站停车后对所述彩色光源进行识别，获得到站停车后所述彩色光源的位置坐标并反馈给所述处理器；

所述处理器，用于基于本次到站停车后所述视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标，利用所述存储器中预先存储的彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系，获取本次到站停车的实际误差。

可选地，所述处理器，还用于

在使用所述视觉测量系统之前按照测试路线进行多次ATO控车测试时，获取每次到站停车后所述视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标，以及接收每次到站停车后用户输入的实际误差；

将所述彩色光源的位置坐标和所接收的实际误差进行数据拟合，获得彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系并存储在存储器中。

可选地，所述视觉测量系统还包括：与所述处理器相连接的电源设备，用于为所述视觉测量系统进行供电。

可选地，所述视觉测量系统还包括：与所述处理器相连接的显示设备；

相应地，所述处理器还用于

将所获取的本次到站停车的实际误差输出到所述显示设备上进行展示。

第二方面，本发明实施例提出一种用于列车停车精确定位的方法，基于上述用于列车停车精确定位的系统，包括：

视觉测量系统在到站停车后，对所述彩色光源进行识别，获取到站停车后所述视觉测量系统中的视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标；

根据预先存储的所述彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系，获取本次到站停车的实际误差。

可选地，在所述视觉测量系统在到站停车后，对所述彩色光源进行识别，获取到站停车后所述视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标之前，所述方法还包括：

所述视觉测量系统在使用之前按照测试路线进行多次ATO控车测试时，获取每次到站停车后所述视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标以及接收每次到站停车后用户输入的实际误差；

将所述彩色光源的位置坐标和所接收的实际误差进行数据拟合，获得彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系并存储在存储器中。

可选地，在获取本次到站停车的实际误差之后，所述方法还包括：

将所获取的本次到站停车的实际误差输出到所述显示设备上进行展示。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的用于列车停车精确定位的系统及方法，采用视觉测量系统在到站停车后对安装于站台安全门靠站台侧中缝处的彩色光源进行识别，获取列车车门与站台安全门之间的相对位置，进而获取本次到站停车的实际误差，由此，能够解决现有获取列车实际停车误差过程中所产生的人为误差以及数据的记录和后期处理不具备自动化的问题，能够自动在列车进站停车后自动计算并记录停车误差，测量和记录不需要人为参与，大大减少了数据准备阶段时间，以及节省了测试时间，降低了测试过程中的人力输出，避免了数据测量中的人为误差，保证了测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种用于列车停车精确定位的系统的结构示意图；

图2是本发明另一实施例提供的一种用于列车停车精确定位的系统的结构示意图；

图3是利用本发明实施例提供的用于列车停车精确定位的系统在北京16号线进行测试实验的数据拟合结果示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种用于列车停车精确定位的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明一实施例提供的一种用于列车停车精确定位的系统的结构示意图。如图1所示，本实施例的用于列车停车精确定位的系统，包括：视觉测量系统01和安装于站台安全门靠站台侧中缝处的彩色光源02；

所述视觉测量系统01安装在列车车厢地板上，用于在到站停车后，通过对所述彩色光源02进行识别，获取列车车门与站台安全门之间的相对位置，进而获取本次到站停车的实际误差。

在具体应用中，所述彩色光源02由一组(即多个)球形LED(发光二极管)灯组成，各球形LED灯具备各向同性，可以保证所述视觉测量系统01中的视觉传感器从各个角度都能拍摄到清晰的图像；

所述球形LED灯纵向排列并与站台安全门垂直，所述彩色光源的中心线正对站台安全门中缝，所述彩色光源与站台安全门的距离为d2，所述彩色光源距站台地面的距离为h2。

在具体应用中，所述视觉测量系统01可以包括：视觉传感器、处理器和存储器；

所述处理器分别与所述视觉传感器和所述存储器相连接，所述视觉传感器的镜头方向与列车车门垂直，所述视觉传感器的镜头的中心线水平正对列车车门中缝，所述镜头与列车车门的距离为d1，所述镜头距车厢地板的水平高度为h1；

所述视觉传感器，用于到站停车后对所述彩色光源进行识别，获得到站停车后所述彩色光源的位置坐标并反馈给所述处理器；

所述处理器，用于基于本次到站停车后所述视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标，利用所述存储器中预先存储的彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系，获取本次到站停车的实际误差。

可以理解的是，所述视觉传感器基于色调过滤算法可以标记和识别具有明显色调的物体，并输出被识别物在图像中的位置(以像素为单位)。

可以理解的是，在本系统中，所述视觉传感器的镜头到所述彩色光源02的距离D为所述镜头与列车车门的距离为d1、所述彩色光源与站台安全门的距离为d2、以及列车车门到站台安全门的距离d0之和；所述彩色光源距站台地面的距离为h2约等于所述镜头距车厢地板的水平高度h1、列车车厢地板与站台地面高度差h0之和。

在具体应用中，处理器在获取本次到站停车的实际误差之后，还可以将所获取的本次到站停车的实际误差进行存储。

进一步地，所述处理器，还可用于

在使用所述视觉测量系统之前按照测试路线进行多次ATO控车测试时，获取每次到站停车后所述视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标，以及接收每次到站停车后用户输入的实际误差(所述实际误差即站台安全门与列车车门的中缝偏移s)；

将所述彩色光源的位置坐标和所接收的实际误差进行数据拟合，获得彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系并存储在存储器中。

可以理解的是，在安装固定好本实施例所述用于列车停车精确定位的系统之后，在使用所述视觉测量系统之前，需要进行运算参数的调试校正(即按照测试路线进行多次ATO控车测试)，测试的次数越多，校正越精确，以获取彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系并存储在存储器中。本实施例中，运算参数采用统计方法进行校正，对不同线路和列车只需要在首次安装时对运算参数进行计算和校正，之后只需要按首次测试时的参数进行固定安装即可。

可以理解的是，将所述彩色光源的位置坐标和所接收的实际误差进行数据拟合时，通过实验验证可以得知线性拟合的效果最佳。

在具体应用中，如图2所示，所述视觉测量系统01还可以包括：与所述处理器相连接的电源设备，用于为所述视觉测量系统01进行供电。

进一步地，如图2所示，所述视觉测量系统还可以包括：与所述处理器相连接的显示设备；

相应地，所述处理器还可用于

将所获取的本次到站停车的实际误差输出到所述显示设备上进行展示。

利用本实施例提供的用于列车停车精确定位的系统，在北京16号线进行测试实验，测量数据如表1所示，其中数据拟合结果如表2所示，数据拟合结果的绘图可参考图3，最终可以得知：测量误差小于3cm。

表1

表2

经过理论验证和实际测试，本实施例的用于列车停车精确定位的系统大大减少了数据准备阶段时间，以及节省了测试时间，节省测试中去识别人为引入错误的成本。

本发明实施例提供的用于列车停车精确定位的系统，采用视觉测量系统在到站停车后对安装于站台安全门靠站台侧中缝处的彩色光源进行识别，获取列车车门与站台安全门之间的相对位置，进而获取本次到站停车的实际误差，由此，能够解决现有获取列车实际停车误差过程中所产生的人为误差以及数据的记录和后期处理不具备自动化的问题，能够自动在列车进站停车后自动计算并记录停车误差，测量和记录不需要人为参与，降低了测试过程中的人力输出，避免了数据测量中的人为误差，保证了测量精度。

图4示出了本发明实施例提供的一种用于列车停车精确定位的方法，基于上述用于列车停车精确定位的系统。如图4所示，本实施例的用于列车停车精确定位的方法，包括：

S1、视觉测量系统在到站停车后，对所述彩色光源进行识别，获取到站停车后所述视觉测量系统中的视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标。

可以理解的是，所述视觉传感器基于色调过滤算法可以标记和识别具有明显色调的物体，并输出被识别物在图像中的位置(以像素为单位)。

S2、根据预先存储的所述彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系，获取本次到站停车的实际误差。

在具体应用中，所述步骤S2在获取本次到站停车的实际误差之后，还可以将所获取的本次到站停车的实际误差进行存储。

在具体应用中，在所述步骤S1之前，所述方法还可以包括图中未示出的步骤：

所述视觉测量系统在使用之前按照测试路线进行多次ATO控车测试时，获取每次到站停车后所述视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标以及接收每次到站停车后用户输入的实际误差(所述实际误差即站台安全门与列车车门的中缝偏移s)；

将所述彩色光源的位置坐标和所接收的实际误差进行数据拟合，获得彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系并存储在存储器中。

可以理解的是，在安装固定好上述用于列车停车精确定位的系统之后，在使用所述视觉测量系统之前，需要进行运算参数的调试校正(即按照测试路线进行多次ATO控车测试)，测试的次数越多，校正越精确，以获取彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系并存储在存储器中。本实施例中，运算参数采用统计方法进行校正，对不同线路和列车只需要在首次安装时对运算参数进行计算和校正，之后只需要按首次测试时的参数进行固定安装即可。

可以理解的是，将所述彩色光源的位置坐标和所接收的实际误差进行数据拟合时，通过实验验证可以得知线性拟合的效果最佳。

进一步地，在所示步骤S2获取本次到站停车的实际误差之后，所述方法还可以包括：

将所获取的本次到站停车的实际误差输出到所述显示设备上进行展示。

利用本实施例提供的用于列车停车精确定位的方法，在北京16号线进行测试实验，测量数据如上述表1所示，其中数据拟合结果如上述表2所示，数据拟合结果的绘图可参考图3，最终可以得知：测量误差小于3cm。

经过理论验证和实际测试，本实施例所述方法大大减少了数据准备阶段时间，以及节省了测试时间，节省测试中去识别人为引入错误的成本。

本发明实施例提供的用于列车停车精确定位的方法，基于上述用于列车停车精确定位的系统，通过视觉测量系统在到站停车后，对所述彩色光源进行识别，获取到站停车后所述视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标，根据预先存储的所述彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系，获取本次到站停车的实际误差，由此，能够解决现有获取列车实际停车误差过程中所产生的人为误差以及数据的记录和后期处理不具备自动化的问题，能够自动在列车进站停车后自动计算并记录停车误差，测量和记录不需要人为参与，大大减少了数据准备阶段时间，以及节省了测试时间，降低了测试过程中的人力输出，避免了数据测量中的人为误差，保证了测量精度。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

需要说明的是术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于列车停车精确定位的系统，其特征在于，包括：视觉测量系统和安装于站台安全门靠站台侧中缝处的彩色光源；

所述视觉测量系统安装在列车车厢地板上，用于在到站停车后，通过对所述彩色光源进行识别，获取列车车门与站台安全门之间的相对位置，进而获取本次到站停车的实际误差。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述彩色光源由一组球形LED灯组成，各球形LED灯具备各向同性；

所述球形LED灯纵向排列并与站台安全门垂直，所述彩色光源的中心线正对站台安全门中缝。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述视觉测量系统包括：视觉传感器、处理器和存储器；

所述处理器分别与所述视觉传感器和所述存储器相连接，所述视觉传感器的镜头方向与列车车门垂直，所述视觉传感器的镜头的中心线水平正对列车车门中缝；

所述视觉传感器，用于到站停车后对所述彩色光源进行识别，获得到站停车后所述彩色光源的位置坐标并反馈给所述处理器；

所述处理器，用于基于本次到站停车后所述视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标，利用所述存储器中预先存储的彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系，获取本次到站停车的实际误差。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述处理器，还用于

在使用所述视觉测量系统之前按照测试路线进行多次ATO控车测试时，获取每次到站停车后所述视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标，以及接收每次到站停车后用户输入的实际误差；

将所述彩色光源的位置坐标和所接收的实际误差进行数据拟合，获得彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系并存储在存储器中。

5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述视觉测量系统还包括：与所述处理器相连接的电源设备，用于为所述视觉测量系统进行供电。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的系统，其特征在于，所述视觉测量系统还包括：与所述处理器相连接的显示设备；

相应地，所述处理器还用于

将所获取的本次到站停车的实际误差输出到所述显示设备上进行展示。

7.一种用于列车停车精确定位的方法，基于权利要求1-6中任一项所述的用于列车停车精确定位的系统，其特征在于，包括：

视觉测量系统在到站停车后，对所述彩色光源进行识别，获取到站停车后所述视觉测量系统中的视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标；

根据预先存储的所述彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系，获取本次到站停车的实际误差。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述视觉测量系统在到站停车后，对所述彩色光源进行识别，获取到站停车后所述视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标之前，所述方法还包括：

所述视觉测量系统在使用之前按照测试路线进行多次ATO控车测试时，获取每次到站停车后所述视觉传感器所反馈的所述彩色光源的位置坐标以及接收每次到站停车后用户输入的实际误差；

将所述彩色光源的位置坐标和所接收的实际误差进行数据拟合，获得彩色光源的位置坐标与实际误差之间的数据关系并存储在存储器中。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在获取本次到站停车的实际误差之后，所述方法还包括：

将所获取的本次到站停车的实际误差输出到所述显示设备上进行展示。