CN110803202A - 一种有轨车辆的高精度定位方法 - Google Patents

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孙传余
杨航
肖林京
曹小龙
董丙云
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    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
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Abstract

本发明实施例提供一种有轨车辆的高精度定位方法，所述方法包括以下步骤：获取车辆偏移量，检测车辆有效信号，获取车辆编号，获取基站地址编码，数据融合并定位。本发明提供的一种有轨车辆的高精度定位方法设计合理，解决了现阶段有轨车辆定位的缺点，具有定位精确，可靠性高，灵活性高，成本低的优点。

Description

一种有轨车辆的高精度定位方法
技术领域
本申请涉及有轨车辆定位技术领域，尤其涉及一种有轨车辆的高精度定位方法。
背景技术
随着社会的进步，有轨车辆越来越普及，无人驾驶技术初露嫩芽，对于有轨车辆的定位基本都依靠GPS和摄像头定位。
有轨车辆在移动过程中，需要对各种信息进行采集、处理和控制，对实时性和精度要求越高越好，然而现有方法中，需要购买摄像头以及传感器，并且购买的摄像头、传感器的数量较多，成本较高，尤其地铁工作时，地下光线较暗，对摄像头和传感器的要求更加严格，并且地下GPS信号较弱无法精确定位。
综上所述，如何提高有轨车辆定位方法的灵活性和精确性是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种有轨车辆的高精度定位方法，其能在一定程度上解决如何提高有轨车辆定位方法的灵活性和精确性的技术问题。
为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种有轨车辆的高精度定位方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一、获取车辆偏移量，旋转增量式编码器随车辆移动累计车辆偏移量；
步骤二、检测车辆有效信号，车辆每经过一个基站，行程开关随车辆移动被挡板触碰，若同时检测到起始位和终止位行程开关产生触碰信号，则视为一次有效信号；
步骤三、获取车辆编号，若检测到一次车辆有效信号，则检测车辆编号位行程开关的触碰信号，获取车辆编号；
步骤四、获取基站地址编码，检测基站地址编码位行程开关的触碰信号，获取基站地址编码，利用基站地址编码表示当前基站与上一基站之间的距离；
步骤五、数据融合并定位，将所述车辆偏移量和所述基站地址编码通过表达式将数据融合，定位车辆具体位置。
所述车辆有效信号、所述车辆编号和所述基站地址编码采用十六位二进制编码来表示，所述十六位二进制编码包括1位起始位A、8位基站地址编码位B～I、6位车辆编号位J～O、1位终止位P，每一位均对应一个挡板和一个行程开关。
挡板仅固定在基站的轨道上，行程开关仅固定在车辆上，行程开关被挡板触碰时产生触碰信号，通过检测触碰信号判断车辆有效信号、车辆编号和基站地址编码。
检测起始位和终止位行程开关是否同时产生触碰信号，具体是在车辆A、P位固定行程开关，轨道A、P位固定挡板，当A、P位行程开关同时被挡板触碰并产生触碰信号，则判断为一次车辆有效信号。
所述车辆编号由行程开关设置在车辆的J～O位的个数及其安装位置的排列方式决定，最多可表示26个车辆编号，检测车辆编号位行程开关的触碰信号，具体是在轨道的J～O位固定6个挡板，通过检测J～O位是否有触碰信号，判断每位行程开关的有无，确定并获取车辆编号。
所述基站地址编码由挡板设置在轨道的B～I位的个数及其安装位置的排列方式决定，最多可表示28个基站地址编码，检测基站地址编码位行程开关的触碰信号具体是，车辆的B～I位固定8个行程开关，挡板的信息反映在每位行程开关是否被触碰上，通过检测每位行程开关是否有触碰信号，判断基站地址编码，当多个车辆到达同一基站时，每个车辆均可获取该基站的基站地址编码。
利用基站地址编码表示当前基站与始发站之间的距离，具体是基站地址编码通过地址映射，转换为当前基站与始发站之间的距离，每辆车可根据行驶路线不同选择与之对应的地址映射表。
所述车辆偏移量和所述基站地址编码通过表达式融合，具体是将基站地址编码映射为当前基站与始发站之间的距离，再结合车辆偏移量，通过表达式“车辆具体位置=当前基站与始发站之间的距离+所述车辆偏移量”，定位车辆具体位置。
所述旋转增量式编码器在车辆到达一个基站后，将之前累计的车辆偏移量清零，重新开始累计。
所述行程开关需要外接电源，可直接从车辆内部取电，或选择电池供电，挡板不需要外接电源。
本发明的有益效果：本发明用于有轨车辆的定位，最小精度可根据旋转增量式编码器选型调节，最低达厘米量级，精确定位车辆位置；本发明结构简单，成本低，易实现，所选均是市场上常见材料，并具有可靠性高的优点。
附图说明
图1为一种有轨车辆的高精度定位方法流程图。
图2是十六位二进制码具体分配方案。
图3是轨道、基站示意图。
图中1为车辆；2为行程开关；3为挡板；4为轨道；X、Y、Z为基站。
具体实施方案
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种有轨车辆的高精度定位方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一、获取车辆偏移量，将旋转增量式编码器固定在车辆上，随车辆移动，输出并累计车辆偏移量，每检测到一次车辆有效信号，车辆偏移量便清零一次，用于消除误差；
步骤二、检测车辆有效信号，在车辆A、P位固定行程开关，轨道A、P位固定挡板，车辆每经过一个基站，行程开关随车辆移动被挡板触碰，若同时检测到起始位和终止位行程开关产生触碰信号，则视为一次有效信号；
步骤三、获取车辆编号，若检测到一次车辆有效信号，则检测车辆编号位行程开关的触碰信号，获取车辆编号；
步骤四、获取基站地址编码，检测基站地址编码位行程开关的触碰信号，获取基站地址编码，利用基站地址编码表示当前基站与始发站之间的距离；
步骤五、数据融合并定位，将所述车辆偏移量和所述基站地址编码通过表达式将数据融合，定位车辆具体位置。
挡板仅固定在基站的轨道上，行程开关仅固定在车辆上，行程开关被挡板触碰产生触碰信号，通过检测触碰信号判断车辆有效信号、车辆编号和基站地址编码，行程开关需要外接电源，可直接从车辆内部取电，或选择电池供电，挡板不需要外接电源。
所述车辆编号由行程开关设置在车辆的J～O位的个数及其安装位置的排列方式决定，最多可表示26个车辆编号。
例如：将车辆编号设为11 0101，即在车辆的J、K、M、O位固定4个行程开关，L、N不固定行程开关，并只在每个基站的轨道的J、K、L、M、N、O位固定6个挡板，当车辆经过基站时，只有J、K、M、O位的行程开关被挡板触碰，行程开关输出的触碰信号为11 0101，判断该车辆的车辆编号为11 0101。
所述车辆编号由挡板设置在轨道的B～I位的个数及其安装位置的排列方式决定，最多可表示28个基站地址编码。
例如：基站X地址编号设为1010 1001，即在基站X的轨道B、D、F、I位固定按4个挡板，C、E、G、H位不固定挡板；基站Y地址编号设为0011 1110，即在基站Y的D、E、F、G、H位固定5个挡板，B、C、I不设置挡板；基站Z地址编号设为1011 1101，即在基站Z的轨道B、D、E、F、G、I位固定6个挡板，C、H位不固定挡板。
在车辆的B、C、D、E、F、G、H、I位固定8个行程开关，当车辆经过基站X时，只有B、D、F、I位的行程开关被触碰，若检测行程开关输出的触碰信号为1010 1001，判断此时车辆到达基站X。
同理，若检测行程开关输出的触碰信号为0011 1110，判断此时车辆到达基站Y，若检测行程开关的触碰信号为1011 1101，判断此时车辆到达基站Z。
当车辆编号为11 0101、10 0011的两个车辆经过基站X时，车辆行程开关检测出基站地址编码都是1010 1001,而检测出车辆的车辆编号是不同的，分别是11 0101、10 0011。
利用基站地址编码表示当前基站与始发站之间的距离，具体是基站地址编码通过地址映射，转换为当前基站与始发站之间的距离，每辆车可根据行驶路线不同选择与之对应的地址映射表。
所述车辆偏移量和所述基站地址编码通过表达式融合，具体是将基站地址编码映射为当前基站与始发站之间的距离，再结合车辆偏移量，通过表达式“车辆具体位置=始发站与当前基站之间的距离+所述车辆偏移量”，定位车辆具体位置。
以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种有轨车辆的高精度定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一、获取车辆偏移量，旋转增量式编码器随车辆移动累计车辆偏移量；
步骤二、检测车辆有效信号，车辆每经过一个基站，行程开关随车辆移动被挡板触碰，若同时检测到起始位和终止位行程开关产生触碰信号，则视为一次有效信号；
步骤三、获取车辆编号，若检测到一次车辆有效信号，则检测车辆编号位行程开关的触碰信号，获取车辆编号；
步骤四、获取基站地址编码，检测基站地址编码位行程开关的触碰信号，获取基站地址编码，并利用基站地址编码表示当前基站与始发站之间的距离；
步骤五、数据融合并定位，将所述车辆偏移量和所述基站地址编码通过表达式将数据融合，定位车辆具体位置。
2.根据权利要求1所述一种有轨车辆的高精度定位方法，其特征在于：
所述车辆有效信号、所述车辆编号和所述基站地址编码采用十六位二进制编码来表示，所述十六位二进制编码包括1位起始位A、8位基站地址编码位B～I、6位车辆编号位J～O、1位终止位P，每一位均对应一个挡板和一个行程开关，挡板仅固定在基站的轨道上，行程开关仅固定在车辆上，行程开关被挡板触碰时产生触碰信号，通过检测触碰信号判断车辆有效信号、车辆编号和基站地址编码。
3.根据权利要求1所述一种有轨车辆的高精度定位方法，其特征在于：
检测起始位和终止位行程开关是否同时产生触碰信号，具体是在车辆A、P位固定行程开关，轨道A、P位固定挡板，当A、P位行程开关同时被挡板触碰并产生触碰信号，则判断为一次车辆有效信号。
4.根据权利要求1所述一种有轨车辆的高精度定位方法，其特征在于：
所述车辆编号由行程开关设置在车辆的J～O位的个数及其安装位置的排列方式决定，最多可表示26个车辆编号，检测车辆编号位行程开关的触碰信号，具体是在轨道的J～O位固定6个挡板，通过检测车辆的J～O位是否有触碰信号，判断每位行程开关的有无，确定并获取车辆编号。
5.根据权利要求1所述一种有轨车辆的高精度定位方法，其特征在于：
所述基站地址编码由挡板设置在轨道的B～I位的个数及其安装位置的排列方式决定，最多可表示28个基站地址编码，检测基站地址编码位行程开关的触碰信号具体是，车辆的B～I位固定8个行程开关，挡板的信息反映在每位行程开关是否被触碰上，通过检测每位行程开关是否有触碰信号，判断基站地址编码，当多个车辆到达同一基站时，每个车辆均可获取该基站的基站地址编码。
6.根据权利要求1所述一种有轨车辆的高精度定位方法，其特征在于：
利用基站地址编码表示当前基站与始发站之间的距离，具体是基站地址编码通过地址映射，转换为当前基站与始发站之间的距离，每辆车可根据行驶路线不同选择与之对应的地址映射表。
7.根据权利要求1所述一种有轨车辆的高精度定位方法，其特征在于：
所述车辆偏移量和所述基站地址编码通过表达式融合，具体是将基站地址编码映射为当前基站与始发站之间的距离，再结合车辆偏移量，通过表达式“车辆具体位置=当前基站与始发站之间的距离+所述车辆偏移量”，定位车辆具体位置。
8.根据权利要求1所述一种有轨车辆的高精度定位方法，其特征在于：
所述旋转增量式编码器在车辆到达一个基站后，将之前累计的车辆偏移量清零，并重新累计。
9.根据权利要求1所述一种有轨车辆的高精度定位方法，其特征在于：
行程开关需要外接电源，可直接从车辆内部取电，或选择电池供电，挡板不需要外接电源。
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