CN111679309A - 室外智能轨道车的组合定位方法、装置和存储介质 - Google Patents

室外智能轨道车的组合定位方法、装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明属于轨道交通技术领域，公开了一种室外智能轨道车的组合定位方法和装置。方法包括：判断当前时刻是否为GPS时刻，GPS时刻为接收到GPS定位信号的时刻；若判断为否，则根据与当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号，得到室外智能轨道车的参考路网位置，根据当前时刻、与当前时刻相邻的GPS时刻和室外智能轨道车的车轮转速，得到前进距离，根据参考路网位置和前进距离，得到当前路网位置；否则，根据GPS定位信号，得到当前路网位置。装置包括判断模块、第一当前路网位置得到模块和第二当前路网位置得到模块。通过上述方案使轨道车定位无需初始化，无需移动，对车速也没有限制，得到的定位结果可直接用于移动授权的信号，使智能轨道系统安全可靠。

Description

室外智能轨道车的组合定位方法、装置和存储介质
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，特别涉及一种室外智能轨道车的组合定位方法、装置和存储介质。
背景技术
智能轨道系统应用于医院物流、监狱巡检、工地运输、工厂物料转移、客货运输等领域，其包括智能轨道车和轨道。智能轨道车采用悬挂式车辆，可自动运行。轨道带有分岔。在一个智能轨道系统中可承载多辆独立运行的智能轨道车，并保证各车辆运行安全无碰撞。智能轨道车具备定位功能，使用无线的方式与路侧设备(或称轨旁设备)交互信息，在路侧设备协调下，智能轨道车具有防碰撞功能，能够根据任务线路自主选择轨道路径，并对前方障碍物实现避让。
智能轨道车的尺寸小，运行速度较AGV(Automated Guided Vehicle，自动导航车)快。这种运行方式对车辆的定位精度要求很高，可达到0.5m以内。智能轨道车的部署一般在室外环境，此时可将智能轨道车称为室外智能轨道车。现有技术中的定位方法是：室外智能轨道车沿轨道运行，仅在轨道拓扑连接处进行定位，定位方式一般采用RFID、二维码或磁条。在轨道线路当中运行时，车辆仅靠车轮计数推算自身位置。这种方法的定位误差不可控，只能定性的定位，适合运行单车的智能轨道系统，而在运行多车的智能轨道系统中只能通过超声避障，无法依靠定位实现避障，如此不符合故障安全原则。
发明内容
针对现有技术中存在的误差不可控，只能定性的定位的不足，本发明一方面提供了一种室外智能轨道车的组合定位方法，其包括：判断当前时刻是否为GPS时刻，所述GPS时刻为接收到GPS定位信号的时刻；若判断为否，则根据与所述当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号，得到室外智能轨道车的参考路网位置；根据所述当前时刻、与所述当前时刻相邻的GPS时刻和室外智能轨道车的车轮转速，得到室外智能轨道车的前进距离；根据所述参考路网位置和所述前进距离，得到室外智能轨道车的当前路网位置；若判断为是，根据与所述GPS时刻对应的GPS定位信号，得到室外智能轨道车的当前路网位置。
在如上所述的组合定位方法中，可选地，与所述当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号，得到所述室外智能轨道车的参考路网位置，包括：基于差分GPS技术对与所述当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号进行处理，得到地理坐标位置；根据电子地图匹配技术对所述地理坐标位置进行处理，得到室外智能轨道车的参考路网位置。
在如上所述的组合定位方法中，可选地，得到当前路网位置之后，还包括：接收安全行驶距离；根据所述安全行驶距离和调取的预先存储的速度距离曲线，得到室外智能轨道车的当前期望车速；其中，所述安全行驶距离为该室外智能轨道车的当前路网位置与位于前方的室外智能轨道车的当前路网位置之间的距离。
本发明另一方面提供了一种室外智能轨道车的组合定位装置，其包括：判断模块，用于判断当前时刻是否为GPS时刻，所述GPS时刻为接收到GPS定位信号的时刻；第一当前路网位置得到模块，与所述判断模块连接，用于若所述判断模块判断为否，则根据与所述当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号，得到室外智能轨道车的参考路网位置；根据所述当前时刻、与所述当前时刻相邻的GPS时刻和室外智能轨道车的车轮转速，得到前进距离；根据所述参考路网位置和所述前进距离得到室外智能轨道车的当前路网位置；第二当前路网位置得到模块，与所述判断模块连接，用于若所述判断模块判断为是，根据与所述GPS时刻对应的GPS定位信号得到室外智能轨道车的当前路网位置。
在如上所述的组合定位装置中，可选地，所述第一当前路网位置得到模块基于差分GPS技术对与所述当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号进行处理，得到地理坐标位置；根据电子地图匹配技术对所述地理坐标位置进行处理，得到室外智能轨道车的参考路网位置。
在如上所述的组合定位装置中，可选地，所述组合定位装置，还包括：接收单元，用于接收安全行驶距离；当前期望车速得到模块，与所述接收单元连接，用于根据所述行驶距离和调取的预先存储的速度距离曲线，得到室外智能轨道车的当前期望车速；其中，所述安全行驶距离为该室外智能轨道车的当前路网位置与位于前方的室外智能轨道车的当前路网位置之间的距离。
本发明又一方面提供了一种室外智能轨道车的组合定位装置，其包括：存储器；处理器，所述处理器与所述存储器连接，被配置为基于存储在存储器中的指令，执行上述组合定位方法。
本发明再一方面提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，其特征在于，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令由处理器加载并执行实现上述组合定位方法。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过GPS的绝对位置定位功能，使轨道车定位无需初始化，无需移动，重启后能立刻定位，对车速也没有限制，还可以减少繁琐地地标部署任务。
通过电子地图匹配机制，让轨道车的定位结果可变换为路网位置方式，其定位结果可以是实时的结果，不只是监控、避障作用，而是可直接用于移动授权的信号，使智能轨道系统安全可靠。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种室外智能轨道车的组合定位方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种室外智能轨道车的组合定位装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1，本发明一实施例提供了一种室外智能轨道车的组合定位方法，其包括以下步骤：
步骤101，判断当前时刻是否为GPS时刻。
室外智能轨道车(下述以轨道车简称)在行驶过程中，需时刻知道自己的位置。为此，在轨道车上配置了GPS接收机，以接收GPS卫星发射的导航定位信号(或称GPS定位信号)。GPS接收机接收到GPS定位信号的时刻称之为GPS时刻。由于GPS信号不是连续发射的信号，通常是每隔一段时间发射一次，即在发射一次GPS信号之后，间隔一段时间再发射下一次GPS信号，该一段时间为GPS信号的更新时间，如100ms。当轨道车定位时的时刻位于该一段时间内时，轨道车不会收到GPS信号，此时，轨道车与接收到GPS信号时所在的位置有一定距离，以车轮转速为10m/s为例，100ms内行驶的距离为1m，若仍然根据之前接收到的GPS信号进行定位，势必会导致定位结果存在误差，尤其是在定位误差小于1m时，如0.5m以内时。轨道车的车长通常为1～3m，定位误差为1m，则定位位置远远不能满足定位要求了。当GPS信号受到干扰，无法收到时，此时若仍然是根据之前接收到的GPS信号进行定位，也会导致定位结果存在误差。基于此，对当前时刻与GPS时刻进行比较，判断当前时刻是否为GPS时刻。需要说明的是，轨道车为悬挂式车辆。轨道车部署在室外，才能为GPS信号的可靠接收提供帮助，所以本实施例中的轨道车为室外轨道车(或称室外智能轨道车)。
步骤102，若判断为否，则根据与当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号、当前时刻、与当前时刻相邻的GPS时刻和室外智能轨道车辆的车轮转速得到当前路网位置。
具体而言，若当前时刻不是GPS时刻，即当前时刻位于相邻两个GPS时刻之间，则根据GPS定位信号，得到轨道车的参考路网位置，该GPS定位信号为与和当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号；根据当前时刻、与当前时刻相邻的GPS时刻和轨道车的车轮转速，得到前进距离，根据参考路网位置和前进距离，得到当前路网位置。
轨道车的位置为轨道路网位置，通常用轨道号+公里标表示，轨道号为轨道的编号，公里标为沿轨道延伸方向的距离，可以采用如下定义：以与轨道号对应的轨道的起始点为0，沿轨道延伸方向累加的距离，单位可以为cm，从而使得轨道号与公里标一起能够作为轨道路网的唯一标识。
得到参考路网位置的步骤可以如下：基于差分GPS技术对与和当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号进行处理，得到地理坐标位置；根据电子地图匹配技术对地理坐标位置进行处理，得到参考路网位置。
采用基于GPS的绝对定位方法，使用差分GPS技术可以使得轨道车定位时无需初始化，无需移动，重启后能立刻定位，对轨道车的车速也没有限制；还使得轨道车的地理坐标位置(或称绝对位置)精度能达到cm级，提高了定位精度；还可以减少繁琐地地标部署任务。得到的地理坐标位置为经纬度位置。
将该经纬度位置投影在预先存储的轨道电子地图中，得到轨道电子地图空间中与其对应的位置(或称公里标)，即可实现轨道车的定位。具体地，获取轨道电子地图，例如可以通过测绘的方式获取，然后将其存储在轨道车上。轨道电子地图中含有轨道的经纬度信息，以多个GPS点的形式排列成轨道线路，每个GPS点对应轨道线路点，即轨道线路点的位置坐标是知道的。当轨道车经过GPS定位后，轨道车的地理坐标位置对轨道电子地图的各轨道线路进行投影，取最近的一个投影点(称为目标投影点)所在的轨道线路作为目标轨道线路(即轨道车所行驶的轨道线路)，根据目标投影点与该目标轨道线路的轨道线路点的距离求得公里标，从而得出轨道车的参考路网位置。以目标点为圆心，R半径做圆，与轨道线路相切的圆中，半径R最小值对应的轨道线路为目标轨道线路，目标点为地理坐标位置在轨道电子地图空间中的投影点。
由于轨道车定位时所在的时刻不是GPS时刻，所以此时以相邻的GPS时刻对应的定位位置为基础，再采用车轮转速对前述定位位置进行累加，由于车轮转速定位法在短距离内非常精确，所以可以对相邻两个GPS时刻间的定位需求进行补充，从而得到精确的路网位置。
若轨道车的行驶方向为前进方向，则轨道车的当前路网位置L＝L1+L2，L2＝V*(T1-T2)；若轨道车的行驶方向为后退方向，则L＝L1-L2，其中，L1为参考路网位置，L2为前进距离，V为车轮转速，T1为当前时刻，T2为与当前时刻相邻的GPS时刻。车轮转速可以通过车轮传感器获得，如此使得车轮转速的获得简单可行易操作。
步骤103，否则，根据GPS定位信号，得到当前路网位置。
关于该步骤的实现方式可参见上述步骤102中关于获取参考路网位置的相关描述内容，此处不再赘述。
通过GPS的绝对位置定位功能，使轨道车定位无需初始化，无需移动，重启后能立刻定位，无需车辆移动，对车速也没有限制。通过电子地图匹配机制，让轨道车的定位结果可变换为路网位置方式，其定位结果可以是实时的结果，不只是监控、避障作用，而是可直接用于移动授权的信号，使智能轨道系统安全可靠。
为了使智能轨道系统安全可靠，不管步骤102还是步骤103，在执行相应步骤之后，即得到当前路网位置之后，组合定位方法还包括如下步骤：接收安全行驶距离；根据安全行驶距离和调取的预先存储的速度距离曲线，得到室外智能轨道车的当前期望车速。
安全行驶距离为该轨道车的当前路网位置与位于其前方的轨道车的当前路网之间的距离，该位于其前方的轨道车与该轨道车为轨道上相邻的两个轨道车。安全行驶距离(或称移动授权的距离)为该轨道车相较于其前方的轨道车能够行驶的最大距离，根据这个最大距离和速度距离曲线，得出当前期望车速，据此对轨道车的车速进行控制，从而使得智能轨道系统安全可靠。实际应用是，路侧设备(或称轨旁设备)接收到相邻两辆轨道车的当前路网位置，然后作差得到位于后方的轨道车能够行驶的距离，作为移动授权的距离，下发给后方的轨道车。
基于上述实施例的内容，参见图2，本发明实施例提供了一种室外智能轨道车辆的组合定位装置，其包括：判断模块201、第一当前路网位置得到模块202和第二当前路网位置得到模块203。判断模块201用于判断当前时刻是否为GPS时刻，GPS时刻为接收到GPS定位信号的时刻。第一当前路网位置得到模块202用于在判断模块201判断为否时，根据与当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号，得到室外智能轨道车的参考路网位置；根据当前时刻、与当前时刻相邻的GPS时刻和室外智能轨道车的车轮转速，得到前进距离；根据参考路网位置和前进距离，得到当前路网位置。第二当前路网位置得到模块203用于在判断模块201判断为是时，根据GPS定位信号，得到当前路网位置。
可选地，第一当前路网位置得到模块202用于基于差分GPS技术对与当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号进行处理，得到地理坐标位置；根据电子地图匹配技术对地理坐标位置进行处理，得到参考路网位置。
可选地，组合定位装置还包括：当前期望车速得到模块，其用于接收安全行驶距离；根据安全行驶距离和调取的预先存储的速度距离曲线，得到室外智能轨道车的当前期望车速；其中，安全行驶距离为该室外智能轨道车的当前路网位置与位于前方的室外智能轨道车的当前路网位置之间的距离。
需要说明的是，关于判断模块201、第一当前路网位置得到模块202和第二当前路网位置得到模块203的相关描述可以参见上述实施例中步骤101～步骤103的相关内容，此处不再一一赘述。
本发明实施例提供了一种室外智能轨道车辆的组合定位装置，其包括：存储器和处理器。处理器与存储器连接，被配置为基于存储在存储器中的指令，执行上述室外智能轨道车的组合定位方法。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令由处理器加载并执行实现上述室外智能轨道车辆的组合定位方法。计算机存储介质可以是只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (8)

1.一种室外智能轨道车的组合定位方法，其特征在于，所述组合定位方法包括：
判断当前时刻是否为GPS时刻，所述GPS时刻为接收到GPS定位信号的时刻；
若判断为否，则根据与所述当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号，得到室外智能轨道车的参考路网位置；
根据所述当前时刻、与所述当前时刻相邻的GPS时刻和室外智能轨道车的车轮转速，得到室外智能轨道车的前进距离；
根据所述参考路网位置和所述前进距离，得到室外智能轨道车的当前路网位置；
若判断为是，根据与所述GPS时刻对应的GPS定位信号，得到室外智能轨道车的当前路网位置。
2.根据权利要求1所述的组合定位方法，其特征在于，与所述当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号，得到所述室外智能轨道车的参考路网位置，包括：
基于差分GPS技术对与所述当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号进行处理，得到地理坐标位置；
根据电子地图匹配技术对所述地理坐标位置进行处理，得到室外智能轨道车的参考路网位置。
3.根据权利要求1所述的组合定位方法，其特征在于，得到当前路网位置之后，还包括：
接收安全行驶距离；
根据所述安全行驶距离和调取的预先存储的速度距离曲线，得到室外智能轨道车的当前期望车速；
其中，所述安全行驶距离为该室外智能轨道车的当前路网位置与位于前方的室外智能轨道车的当前路网位置之间的距离。
4.一种室外智能轨道车的组合定位装置，其特征在于，所述组合定位装置包括：
判断模块，用于判断当前时刻是否为GPS时刻，所述GPS时刻为接收到GPS定位信号的时刻；
第一当前路网位置得到模块，与所述判断模块连接，用于若所述判断模块判断为否，则根据与所述当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号，得到室外智能轨道车的参考路网位置；
根据所述当前时刻、与所述当前时刻相邻的GPS时刻和室外智能轨道车的车轮转速，得到前进距离；
根据所述参考路网位置和所述前进距离，得到室外智能轨道车的当前路网位置；
第二当前路网位置得到模块，与所述判断模块连接，用于若所述判断模块判断为是，根据与所述GPS时刻对应的GPS定位信号，得到室外智能轨道车的当前路网位置。
5.根据权利要求4所述的组合定位装置，其特征在于，所述第一当前路网位置得到模块用于基于差分GPS技术对与所述当前时刻相邻的GPS时刻对应的GPS定位信号进行处理，得到地理坐标位置；
根据电子地图匹配技术对所述地理坐标位置进行处理，得到室外智能轨道车的参考路网位置。
6.根据权利要求4所述的组合定位装置，其特征在于，所述组合定位装置，还包括：
接收单元，用于接收安全行驶距离；
当前期望车速得到模块，与所述接收单元连接，用于根据所述行驶距离和调取的预先存储的速度距离曲线，得到室外智能轨道车的当前期望车速；
其中，所述安全行驶距离为该室外智能轨道车的当前路网位置与位于前方的室外智能轨道车的当前路网位置之间的距离。
7.一种室外智能轨道车的组合定位装置，其特征在于，所述组合定位装置包括：
存储器；
处理器，所述处理器与所述存储器连接，被配置为基于存储在存储器中的指令，执行权利要求1～3中任一项所述的组合定位方法。
8.一种计算机可读存储介质，其中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，其特征在于，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令由处理器加载并执行实现权利要求1～3中任一项所述的组合定位方法。
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