CN111800760B - 轨道交通列车定位方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种轨道交通列车定位方法、装置及系统，所述方法包括判断是否获取到超宽带UWB基站发送的无线信号；若获取到所述无线信号，则根据所述无线信号确定轨道交通列车的位置；若未获取到所述无线信号，则根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置。本发明实施例提供的轨道交通列车定位方法、装置及系统，将光通信和UWB技术应用到轨道交通列车的定位中，通过光发射模块进行粗略定位，再利用UWB基站对定位结果进行校正，提高了列车定位的精度。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道交通列车定位方法、装置及系统。
背景技术
目前列车定位多采用轮轴计数器的测速定位和查询-应答器定位相结合的方式，通过轮轴上的计数器进行积分计算，得出行驶里程。在列车行驶过程中，当查询器经过应答器时，应答器通过电磁感应到查询器，连接成功后，应答器向查询器发送内部存储的信息。
但是，采用轮轴计数器的定位方式会因车轮的磨损造成的车轮空转、打滑及车体蛇形等会造成里程的累计误差，需要及时进行校正，由于应答器铺设与维护成本高昂，定位精度取决于应答器部署密度，而实际应用中应答器部署密度无法达到无限大，并且无法实时掌握线路基础设施变化趋势，因此，导致轨道交通列车的定位精度较低的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种轨道交通列车定位方法、装置及系统，用于解决现有技术中的上述技术问题。
第一方面，本发明实施例提供一种轨道交通列车定位方法，包括：
判断是否获取到超宽带UWB基站发送的无线信号；
若获取到所述无线信号，则根据所述无线信号确定轨道交通列车的位置；若未获取到所述无线信号，则根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置。
进一步地，所述根据所述无线信号确定轨道交通列车的位置，具体包括：
根据第一无线信号确定列车与所述UWB基站的第一天线之间的第一距离；根据第二无线信号确定列车与所述UWB基站的第二天线之间的第二距离；所述无线信号包括所述第一无线信号和所述第二无线信号，所述第一无线信号是由所述第一天线发射的，所述第二无线信号是由所述第二天线发射的；
根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一天线的坐标位置以及所述第二天线的坐标位置，确定轨道交通列车的位置。
进一步地，所述根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置，具体包括：
分别获取当前的第一光发射模块发射的第一光信号、当前的第二光发射模块发射的第二光信号和当前的第三光发射模块发射的第三光信号；所述第一光信号是由安装在车头的第一光接收模块采集的；所述第二光信号是由安装在车中的第二光接收模块采集的；所述第三光信号是由安装在车尾的第三光接收模块采集的；
基于所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号确定轨道交通列车的位置。
进一步地，所述基于所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号确定轨道交通列车的位置，具体包括：
根据所述第一光信号确定所述第一光发射模块的识别码；根据所述第二光信号确定所述第二光发射模块的识别码；根据所述第三光信号确定所述第三光发射模块的识别码；
根据所述第一光发射模块的识别码确定所述第一光发射模块对应的第一公里标；根据所述第二光发射模块的识别码确定所述第二光发射模块对应的第二公里标；根据所述第三光发射模块的识别码确定所述第三光发射模块对应的第三公里标；
基于所述第一公里标、所述第二公里标和所述第三公里标确定轨道交通列车的位置。
进一步地，所述基于所述第一公里标、所述第二公里标和所述第三公里标确定轨道交通列车的位置，具体包括：
计算所述第一公里标与所述第二公里标之差的绝对值，记为第一差值；计算所述第一公里标与所述第三公里标之差的绝对值，记为第二差值；计算所述第二公里标与所述第三公里标之差的绝对值，记为第三差值；
当所述第一差值和所述第三差值均介于第一预设数值区间内，且所述第二差值介于第二预设数值区间内时，则以所述第一公里标作为轨道交通列车的车头位置和/或以所述第三公里标作为轨道交通列车的车尾位置。
进一步地，当以所述第一公里标作为轨道交通列车的车头位置时，所述以所述第一公里标作为轨道交通列车的车头位置，具体包括：
根据上一光发射模块的识别码对所述第一光发射模块的识别码进行验证，所述上一光发射模块的识别码是根据所述第一光接收模块上一次采集到的光信号确定的；
当验证通过时，以所述第一公里标作为轨道交通列车的车头位置。
进一步地，所述确定轨道交通列车的位置之后，还包括：
将轨道交通列车的位置信息发送到地面系统，以供所述地面系统将轨道交通列车的位置信息加载到电子地图中，在所述电子地图中展示轨道交通列车的位置。
第二方面，本发明实施例提供一种轨道交通列车定位装置，其特征在于，包括：
判断模块，用于判断是否获取到超宽带UWB基站发送的无线信号；
确定模块，用于若获取到所述无线信号，则根据所述无线信号确定轨道交通列车的位置；若未获取到所述无线信号，则根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置。
第三方面，本发明实施例提供一种轨道交通列车定位系统，包括承载上述第二方面所述的轨道交通列车定位装置的功能的处理模块、多个光发射模块、光接收模块、若干个UWB基站和UWB接收模块；
所述多个光发射模块按照预设间隔安装在轨道交通隧道的墙壁上，光发射模块用于发射光信号；
所述光接收模块安装在轨道交通列车的顶部或侧壁，用于接收光信号，并将光信号发送到所述处理模块；
所述若干个UWB基站分别安装在预设的锚点位置上，每一锚点位置安装一个UWB基站，UWB基站用于发射无线信号；
所述UWB接收模块安装在轨道交通列车的顶部或侧壁，用于接收所述UWB基站发射的无线信号；并将所述无线信号发送到所述处理模块。
进一步地，每一光发射模块均包括编码单元、驱动单元和LED灯；
所述编码单元用于将光发射模块的识别码编译成调制信号；
所述驱动单元用于将所述调制信号转换成驱动电流；
所述LED灯用于根据所述驱动电流发射光信号。
本发明实施例提供的轨道交通列车定位方法、装置及系统，将光通信和UWB技术应用到轨道交通列车的定位中，通过光发射模块进行粗略定位，再利用UWB基站对定位结果进行校正，提高了列车定位的精度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的轨道交通列车定位方法示意图；
图2为本发明实施例提供的轨道交通列车定位系统示意图；
图3为本发明实施例提供的轨道交通列车定位逻辑流程图；
图4为本发明另一实施例提供的轨道交通列车定位逻辑流程图；
图5为本发明实施例提供的轨道交通列车定位装置示意图；
图6为本发明实施例提供的光发射模块的安装位置示意图；
图7为本发明实施例提供的光发射模块的安装间隔示意图；
图8为本发明实施例提供的光接收模块的安装位置示意图；
图9为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了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、完整地描述，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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做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为本发明实施例提供的轨道交通列车定位方法示意图，如图1所示，本发明实施例提供一种轨道交通列车定位方法，其执行主体为轨道交通列车定位装置，轨道交通列车定位装置可以是一个单独的设备，也可以是车载设备中的一个模块。该方法包括：
步骤S101、判断是否获取到超宽带UWB基站发送的无线信号。
具体来说，在本发明实施例中，以轨道交通列车定位装置是车载设备中的一个模块为例对上述方法进行说明，图2为本发明实施例提供的轨道交通列车定位系统示意图，如图2所示，本发明实施例涉及的轨道交通列车定位系统由车载设备和轨旁设备两大部分组成。
其中，轨旁设备包括多个光发射模块和若干个UWB基站。
多个光发射模块按照预设间隔安装在轨道交通隧道的墙壁上，光发射模块用于发射光信号。
若干个UWB基站分别安装在预设的锚点位置上，每一锚点位置安装一个UWB基站，UWB基站用于发射无线信号。
车载设备包括处理模块、第一光接收模块、第二光接收模块、第三光接收模块和UWB接收模块。
第一光接收模块安装在轨道交通列车的车头的顶部或侧壁，用于接收第一光信号，并将第一光信号发送到所述处理模块。
第二光接收模块安装在轨道交通列车的车中的顶部或侧壁，用于接收第二光信号，并将第二光信号发送到所述处理模块。
第三光接收模块安装在轨道交通列车的车尾的顶部或侧壁，用于接收第三光信号，并将第三光信号发送到所述处理模块。
UWB接收模块安装在轨道交通列车的顶部或侧壁，用于接收UWB基站发射的无线信号，并将无线信号发送到处理模块。
处理模块安装在列车上，分别与光接收模块和UWB接收模块相连接。处理模块承载轨道交通列车定位装置的功能，实现上述轨道交通列车定位方法。
图3为本发明实施例提供的轨道交通列车定位逻辑流程图，如图3所示，在进行定位的过程中，处理模块首先需要判断是否获取到超宽带UWB基站发送的无线信号。
步骤S102、若获取到所述无线信号，则根据所述无线信号确定轨道交通列车的位置；若未获取到所述无线信号，则根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置。
具体来说，如图3所示，如果获取到了UWB基站发送的无线信号，则根据该无线信号确定轨道交通列车的位置。
如果未获取到UWB基站发送的无线信号，则根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置。
本发明实施例提供的轨道交通列车定位方法，将光通信和UWB技术应用到轨道交通列车的定位中，通过光发射模块进行粗略定位，使用光通信的定位方式，不会受到其他通信的频段干扰，只要有光源的地方就可以稳定传输，信息直线性一对一传输，保密性强，并且利用UWB基站对定位结果进行校正，提高了列车定位的精度。
基于上述任一实施例，进一步地，所述根据所述无线信号确定轨道交通列车的位置，具体包括：
根据第一无线信号确定列车与所述UWB基站的第一天线之间的第一距离；根据第二无线信号确定列车与所述UWB基站的第二天线之间的第二距离；所述无线信号包括所述第一无线信号和所述第二无线信号，所述第一无线信号是由所述第一天线发射的，所述第二无线信号是由所述第二天线发射的；
根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一天线的坐标位置以及所述第二天线的坐标位置，确定轨道交通列车的位置。
具体来说，UWB基站装有两个天线，天线平行于轨道，UWB基站安装完成后，将每一UWB基站的识别码ID，以及两个天线的坐标位置存储到数据库中。
在本发明实施例中，根据所述无线信号确定轨道交通列车的位置的具体步骤如下：
首先，根据第一无线信号确定列车与UWB基站的第一天线之间的第一距离。根据第二无线信号确定列车与UWB基站的第二天线之间的第二距离。
UWB基站发射的无线信号包括第一无线信号和第二无线信号，第一无线信号是由UWB基站的第一天线发射的，第二无线信号是由UWB基站的第二天线发射的。
然后，根据列车与UWB基站的第一天线之间的第一距离、列车与UWB基站的第二天线之间的第二距离、第一天线的坐标位置以及第二天线的坐标位置，确定轨道交通列车的精确位置。
本发明实施例提供的轨道交通列车定位方法，根据UWB基站的两个天线发射的无线虚信号，以及UWB基站的两个天线的坐标位置，确定列车的精确位置，再利用该精确位置对列车的定位结果进行校正，提高了列车定位的精度。
基于上述任一实施例，进一步地，所述根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置，具体包括：
分别获取当前的第一光发射模块发射的第一光信号、当前的第二光发射模块发射的第二光信号和当前的第三光发射模块发射的第三光信号；所述第一光信号是由安装在车头的第一光接收模块采集的；所述第二光信号是由安装在车中的第二光接收模块采集的；所述第三光信号是由安装在车尾的第三光接收模块采集的；
基于所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号确定轨道交通列车的位置。
具体来说，在本发明实施例中，当未接收到UWB基站发送的无线信号时，根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置。
确定轨道交通列车的位置的具体步骤如下：
首先，需要获取第一光接收模块采集的第一光信号、第二光接收模块采集的第二光信号和第三光接收模块采集的第三光信号。第一光信号是由当前的第一光发射模块发射的；第二光信号是由当前的第二光发射模块发射的；第三光信号是由当前的第三光发射模块发射的。
光信号可以为可见光，也可以为其他波段的光，光信号中携带有对应光发射模块的识别码，以使处理模块接收到光信号后，通过解析光信号就能确定对应光发射模块的识别码。
在获取到第一光接收模块采集的第一光信号、第二光接收模块采集的第二光信号和第三光接收模块采集的第三光信号之后，基于第一光信号、第二光信号和第三光信号确定轨道交通列车的位置，即确定轨道交通列车在线路上的位置。
例如，处理模块先根据光信号确定光发射模块对应的公里标，然后，根据光发射模块对应的公里标确定轨道交通列车的位置。
本发明实施例提供的轨道交通列车定位方法，在没有接收到UWB基站发送的无线信号时，根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置，使用光通信的定位方式，不会受到其他通信的频段干扰，只要有光源的地方就可以稳定传输，信息直线性一对一传输，保密性强。
基于上述任一实施例，进一步地，所述基于所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号确定轨道交通列车的位置，具体包括：
根据所述第一光信号确定所述第一光发射模块的识别码；根据所述第二光信号确定所述第二光发射模块的识别码；根据所述第三光信号确定所述第三光发射模块的识别码；
根据所述第一光发射模块的识别码确定所述第一光发射模块对应的第一公里标；根据所述第二光发射模块的识别码确定所述第二光发射模块对应的第二公里标；根据所述第三光发射模块的识别码确定所述第三光发射模块对应的第三公里标；
基于所述第一公里标、所述第二公里标和所述第三公里标确定轨道交通列车的位置。
具体来说，在本发明实施例中，基于第一光信号、第二光信号和第三光信号确定轨道交通列车的位置的具体步骤如下：
首先，根据第一光发射模块发射的第一光信号确定第一光发射模块的识别码。根据第二光发射模块发射的第二光信号确定第二光发射模块的识别码。根据第三光发射模块发射的第三光信号确定第三光发射模块的识别码。
在列车运行的轨道两侧安装的多个光发射模块中，每一光发射模块均包括编码单元、驱动单元和LED灯。
并且，每个位置上的光发射模块都设置一个唯一的识别码ID。
编码单元用于将光发射模块的识别码编译成调制信号。驱动单元用于将调制信号转换成驱动电流，即使用脉宽调制的方法将调制信号附加到LED灯具的驱动电流上，以LED灯发光的形式发送出去。
因此，在获取到光发射模块发射的光信号后，对其进行解析，即可确定光发射模块的识别码。
然后，根据第一光发射模块的识别码确定第一光发射模块对应的第一公里标。根据第二光发射模块的识别码确定第二光发射模块对应的第二公里标。根据第三光发射模块的识别码确定第三光发射模块对应的第三公里标。
在光发射模块安装完成后，需要将每个位置上的光发射模块的公里标和光发射模块的识别码的对应关系存储到车载设备的数据库中，当获取到光发射模块的识别码后，可直接在数据库中查询光发射模块对应的公里标。
最后，基于第一公里标、第二公里标和第三公里标确定轨道交通列车的位置。
例如，可以直接以第一公里标作为列车车头的位置，也可以直接以第三公里标作为列车车尾的位置等。
本发明实施例提供的轨道交通列车定位方法，根据光发射模块的识别码，采用数据库查询的方式，能够快速确定光发射模块对应的公里标，提高了列车定位的效率。
进一步地，所述基于所述第一公里标、所述第二公里标和所述第三公里标确定轨道交通列车的位置，具体包括：
计算所述第一公里标与所述第二公里标之差的绝对值，记为第一差值；计算所述第一公里标与所述第三公里标之差的绝对值，记为第二差值；计算所述第二公里标与所述第三公里标之差的绝对值，记为第三差值；
当所述第一差值和所述第三差值均介于第一预设数值区间内，且所述第二差值介于第二预设数值区间内时，则以所述第一公里标作为轨道交通列车的车头位置和/或以所述第三公里标作为轨道交通列车的车尾位置。
具体来说，在本发明实施例中，在确定第一公里标、第二公里标和第三公里标之后，通过相互校验的方式来提高定位的精度。
图4为本发明另一实施例提供的轨道交通列车定位逻辑流程图，如图4所示，基于第一公里标、第二公里标和第三公里标确定轨道交通列车的位置的具体步骤如下：
首先，计算第一公里标与第二公里标之差的绝对值，记为第一差值。计算第一公里标与第三公里标之差的绝对值，记为第二差值；计算第二公里标与第三公里标之差的绝对值，记为第三差值。
由于第一光接收模块安装在轨道交通列车的车头的顶部或侧壁，第二光接收模块安装在轨道交通列车的车中的顶部或侧壁，第三光接收模块安装在轨道交通列车的车尾的顶部或侧壁。因此，理论上，第一差值和第三差值均约等于列车长度的一半，第二差值约等于列车的长度。
然后，判断第一差值是否介于第一预设数值区间内，第二差值是否介于第二预设数值区间内，第三差值否介于第一预设数值区间内。第一预设数值区间的中心值为列车长度的一半，第二预设数值区间的中心值为列车的长度。第一预设数值区间的两个端点值，以及第二预设数值区间的两个端点值可以根据实际情况进行配置。
当第一差值和第三差值均介于第一预设数值区间内，且第二差值介于第二预设数值区间内时，则说明确定的第一公里标、第二公里标和第三公里标是可靠的，此时，以第一公里标作为轨道交通列车的车头位置和/或以第三公里标作为轨道交通列车的车尾位置。
本发明实施例提供的轨道交通列车定位方法，在确定第一公里标、第二公里标和第三公里标之后，通过相互校验的方式，进一步提高了列车定位的精度。
基于上述任一实施例，进一步地，当以所述第一公里标作为轨道交通列车的车头位置时，所述以所述第一公里标作为轨道交通列车的车头位置，具体包括：
根据上一光发射模块的识别码对所述第一光发射模块的识别码进行验证，所述上一光发射模块的识别码是根据所述第一光接收模块上一次采集到的光信号确定的；
当验证通过时，以所述第一公里标作为轨道交通列车的车头位置。
具体来说，在本发明实施例中，在列车运行的轨道两侧安装有多个光发射模块，每个位置上的光发射模块都设置一个唯一的识别码ID，并且，光发射模块的识别码按照预设规则进行编排，当获取到某个光发射模块的识别码后，根据该预设规则，可以推导出与该光发射模块相邻的光发射模块的识别码。
预设规则可以为按照上行逐渐增大，下行逐渐减小的规律。该预设规则也可以为专用的编码算法，此处不再赘述。
以第一公里标作为轨道交通列车的车头位置的具体步骤如下：
首先，根据上一光发射模块的识别码对第一光发射模块的识别码进行验证，上一光发射模块的识别码是根据第一光接收模块上一次采集到的光信号确定的。
即，根据第一光发射模块的ID查询出上一次接收的光接收模块的ID在数据库中所对应的下一个ID，与第一光接收模块采集的光发射模块ID相比较，判断结果是否一致，若一致，则认为当前第一光发射模块的位置正确，验证通过。否则，验证不通过，无需处理，本次定位周期无定位结果，进行下一周期的定位。
然后，当验证通过时，以第一公里标作为轨道交通列车的车头位置。
本发明实施例提供的轨道交通列车定位方法，光发射模块的识别码按照预设规则进行编排，并根据该规则对定位结果进行验证，进一步提高了列车定位的精度。
基于上述任一实施例，进一步地，所述确定轨道交通列车的位置之后，还包括：
将轨道交通列车的位置信息发送到地面系统，以供所述地面系统将轨道交通列车的位置信息加载到电子地图中，在所述电子地图中展示轨道交通列车的位置。
具体来说，在本发明实施例中，在确定轨道交通列车的位置之后，将轨道交通列车的位置信息发送到地面系统，以供地面系统展示轨道交通列车的位置，将位置数据保存到本地数据库中，便于后续分析溯源。
并结合预先设定的电子地图，将轨道交通列车的位置信息加载到电子地图中，在电子地图中展示轨道交通列车的位置，并把列车位置实时显示在地面屏幕上，以便相应人员实时监控。
本发明实施例提供的轨道交通列车定位方法，能够将轨道交通列车的位置结合预先设定的电子地图，把列车位置实时显示在地面屏幕上，以便相应人员实时监控。
基于上述任一实施例，图5为本发明实施例提供的轨道交通列车定位装置示意图，如图5所示，本发明实施例提供一种轨道交通列车定位装置，该装置可以是一个单独的设备，也可以是车载设备中的一个模块。该装置包括判断模块501和确定模块502，其中：
判断模块501用于判断是否获取到超宽带UWB基站发送的无线信号；确定模块502用于若获取到所述无线信号，则根据所述无线信号确定轨道交通列车的位置；若未获取到所述无线信号，则根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置。
本发明实施例提供一种轨道交通列车定位装置，用于执行上述任一实施例中所述的方法，通过本实施例提供的装置执行上述某一实施例中所述的方法的具体步骤与上述相应实施例相同，此处不再赘述。
本发明实施例提供的轨道交通列车定位装置，将光通信和UWB技术应用到轨道交通列车的定位中，通过光发射模块进行粗略定位，使用光通信的定位方式，不会受到其他通信的频段干扰，只要有光源的地方就可以稳定传输，信息直线性一对一传输，保密性强，并且利用UWB基站对定位结果进行校正，提高了列车定位的精度。
基于上述任一实施例，图2为本发明实施例提供的轨道交通列车定位系统示意图，如图2所示，本发明实施例提供一种轨道交通列车定位系统，包括处理模块、多个光发射模块、光接收模块、若干个UWB基站和UWB接收模块；
所述多个光发射模块按照预设间隔安装在轨道交通隧道的墙壁上，光发射模块用于发射光信号；
所述光接收模块安装在轨道交通列车的顶部或侧壁，用于接收光信号，并将光信号发送到所述处理模块；
所述若干个UWB基站分别安装在预设的锚点位置上，每一锚点位置安装一个UWB基站，UWB基站用于发射无线信号；
所述UWB接收模块安装在轨道交通列车的顶部或侧壁，用于接收所述UWB基站发射的无线信号；并将所述无线信号发送到所述处理模块。
具体来说，在本发明实施例中，本发明实施例涉及的轨道交通列车定位系统由车载设备和轨旁设备两大部分组成。
其中，轨旁设备包括多个光发射模块和若干个UWB基站。
多个光发射模块按照预设间隔安装在轨道交通隧道的墙壁上，光发射模块用于发射光信号。
图6为本发明实施例提供的光发射模块的安装位置示意图，如图6所示，可以在轨道交通隧道的侧壁上方安装光发射模块，即方便发射光信号，又方便照明。
图7为本发明实施例提供的光发射模块的安装间隔示意图，如图7所示，相邻两个光发射模块的覆盖范围不重合，光接收模块每次只接收到一个光发射模块发射的光信号。
若干个UWB基站分别安装在预设的锚点位置上，每一锚点位置安装一个UWB基站，UWB基站用于发射无线信号。UWB基站只安装在线路中需要校准的位置，例如，车站的出站口和/或道岔位置，每个UWB基站有唯一ID，每个UWB基站装有两个天线，天线平行于轨道。
车载设备包括处理模块、光接收模块和UWB接收模块。
光接收模块安装在轨道交通列车的顶部或侧壁，用于接收光信号，并将光信号发送到处理模块。例如，安装在车头的顶部正中间的位置等。
图8为本发明实施例提供的光接收模块的安装位置示意图，如图8所示，光接收模块安装在轨道交通列车的侧壁上方，方便接收光发射模块发射的光信号。
UWB接收模块安装在轨道交通列车的顶部或侧壁，用于接收UWB基站发射的无线信号，并将无线信号发送到处理模块。例如，可以将UWB接收模块安装在车头的挡风玻璃内部的左上角等。
处理模块安装在列车上，分别与光接收模块和UWB接收模块相连接。处理模块承载轨道交通列车定位装置的功能，实现上述轨道交通列车定位方法。
本发明实施例提供的轨道交通列车定位系统，将光通信和UWB技术应用到轨道交通列车的定位中，通过光发射模块进行粗略定位，使用光通信的定位方式，不会受到其他通信的频段干扰，只要有光源的地方就可以稳定传输，信息直线性一对一传输，保密性强，并且利用UWB基站对定位结果进行校正，提高了列车定位的精度。
基于上述任一实施例，进一步地，每一光发射模块均包括编码单元、驱动单元和LED灯；
所述编码单元用于将光发射模块的识别码编译成调制信号；
所述驱动单元用于将所述调制信号转换成驱动电流；
所述LED灯用于根据所述驱动电流发射光信号。
具体来说，在本发明实施例中，在列车运行的轨道两侧安装的多个光发射模块中，每一光发射模块均包括编码单元、驱动单元和LED灯。
并且，每个位置上的光发射模块都设置一个唯一的识别码ID。
编码单元用于将光发射模块的识别码编译成调制信号，用脉宽调制的方法附加到LED灯的驱动电流上。驱动单元用于将调制信号转换成驱动电流，即使用脉宽调制的方法将调制信号附加到LED灯具的驱动电流上，以LED灯发光的形式发送出去。
本发明实施例提供的轨道交通列车定位系统，将光通信和UWB技术应用到轨道交通列车的定位中，通过光发射模块进行粗略定位，使用光通信的定位方式，不会受到其他通信的频段干扰，只要有光源的地方就可以稳定传输，信息直线性一对一传输，保密性强，并且利用UWB基站对定位结果进行校正，提高了列车定位的精度。
图9为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图9所示，该电子设备包括：处理器(processor)901、通信接口(CommunicationsInterface)902、存储器(memory)903和通信总线904，其中，处理器901，通信接口902，存储器903通过通信总线904完成相互间的通信。处理器901可以调用存储在存储器903上并可在处理器901上运行的计算机程序，以执行下述步骤：
判断是否获取到超宽带UWB基站发送的无线信号；
若获取到所述无线信号，则根据所述无线信号确定轨道交通列车的位置；若未获取到所述无线信号，则根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置。
此外，上述的存储器903中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
进一步地，本发明实施例提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例中的步骤，例如包括：
判断是否获取到超宽带UWB基站发送的无线信号；
若获取到所述无线信号，则根据所述无线信号确定轨道交通列车的位置；若未获取到所述无线信号，则根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置。
进一步地，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现上述各方法实施例中的步骤，例如包括：
判断是否获取到超宽带UWB基站发送的无线信号；
若获取到所述无线信号，则根据所述无线信号确定轨道交通列车的位置；若未获取到所述无线信号，则根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以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；而这些修改或者替换，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 (7)
1.一种轨道交通列车定位方法，其特征在于，包括：
判断是否获取到超宽带UWB基站发送的无线信号；
若获取到所述无线信号，则根据所述无线信号确定轨道交通列车的位置；若未获取到所述无线信号，则根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置；所述光发射模块是按照预设间隔安装在轨道交通隧道的墙壁上的轨旁设备；
所述根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置，具体包括：
分别获取当前的第一光发射模块发射的第一光信号、当前的第二光发射模块发射的第二光信号和当前的第三光发射模块发射的第三光信号；所述第一光信号是由安装在车头的第一光接收模块采集的；所述第二光信号是由安装在车中的第二光接收模块采集的；所述第三光信号是由安装在车尾的第三光接收模块采集的；
基于所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号确定轨道交通列车的位置；
所述基于所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号确定轨道交通列车的位置，具体包括：
根据所述第一光信号确定所述第一光发射模块的识别码；根据所述第二光信号确定所述第二光发射模块的识别码；根据所述第三光信号确定所述第三光发射模块的识别码；
根据所述第一光发射模块的识别码确定所述第一光发射模块对应的第一公里标；根据所述第二光发射模块的识别码确定所述第二光发射模块对应的第二公里标；根据所述第三光发射模块的识别码确定所述第三光发射模块对应的第三公里标；
基于所述第一公里标、所述第二公里标和所述第三公里标确定轨道交通列车的位置；
所述基于所述第一公里标、所述第二公里标和所述第三公里标确定轨道交通列车的位置，具体包括：
计算所述第一公里标与所述第二公里标之差的绝对值，记为第一差值；计算所述第一公里标与所述第三公里标之差的绝对值，记为第二差值；计算所述第二公里标与所述第三公里标之差的绝对值，记为第三差值；
当所述第一差值和所述第三差值均介于第一预设数值区间内，且所述第二差值介于第二预设数值区间内时，则以所述第一公里标作为轨道交通列车的车头位置和/或以所述第三公里标作为轨道交通列车的车尾位置。
2.根据权利要求1所述的轨道交通列车定位方法，其特征在于，所述根据所述无线信号确定轨道交通列车的位置，具体包括：
根据第一无线信号确定列车与所述UWB基站的第一天线之间的第一距离；根据第二无线信号确定列车与所述UWB基站的第二天线之间的第二距离；所述无线信号包括所述第一无线信号和所述第二无线信号，所述第一无线信号是由所述第一天线发射的，所述第二无线信号是由所述第二天线发射的；
根据所述第一距离、所述第二距离、所述第一天线的坐标位置以及所述第二天线的坐标位置，确定轨道交通列车的位置。
3.根据权利要求1所述的轨道交通列车定位方法，其特征在于，当以所述第一公里标作为轨道交通列车的车头位置时，所述以所述第一公里标作为轨道交通列车的车头位置，具体包括：
根据上一光发射模块的识别码对所述第一光发射模块的识别码进行验证，所述上一光发射模块的识别码是根据所述第一光接收模块上一次采集到的光信号确定的；
当验证通过时，以所述第一公里标作为轨道交通列车的车头位置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的轨道交通列车定位方法，其特征在于，所述确定轨道交通列车的位置之后，还包括：
将轨道交通列车的位置信息发送到地面系统，以供所述地面系统将轨道交通列车的位置信息加载到电子地图中，在所述电子地图中展示轨道交通列车的位置。
5.一种轨道交通列车定位装置，其特征在于，包括：
判断模块，用于判断是否获取到超宽带UWB基站发送的无线信号；
确定模块，用于若获取到所述无线信号，则根据所述无线信号确定轨道交通列车的位置；若未获取到所述无线信号，则根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置；所述光发射模块是按照预设间隔安装在轨道交通隧道的墙壁上的轨旁设备；
所述根据获取到的当前光发射模块发射的光信号确定轨道交通列车的位置，具体包括：
分别获取当前的第一光发射模块发射的第一光信号、当前的第二光发射模块发射的第二光信号和当前的第三光发射模块发射的第三光信号；所述第一光信号是由安装在车头的第一光接收模块采集的；所述第二光信号是由安装在车中的第二光接收模块采集的；所述第三光信号是由安装在车尾的第三光接收模块采集的；
基于所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号确定轨道交通列车的位置；
所述基于所述第一光信号、所述第二光信号和所述第三光信号确定轨道交通列车的位置，具体包括：
根据所述第一光信号确定所述第一光发射模块的识别码；根据所述第二光信号确定所述第二光发射模块的识别码；根据所述第三光信号确定所述第三光发射模块的识别码；
根据所述第一光发射模块的识别码确定所述第一光发射模块对应的第一公里标；根据所述第二光发射模块的识别码确定所述第二光发射模块对应的第二公里标；根据所述第三光发射模块的识别码确定所述第三光发射模块对应的第三公里标；
基于所述第一公里标、所述第二公里标和所述第三公里标确定轨道交通列车的位置；
所述基于所述第一公里标、所述第二公里标和所述第三公里标确定轨道交通列车的位置，具体包括：
计算所述第一公里标与所述第二公里标之差的绝对值，记为第一差值；计算所述第一公里标与所述第三公里标之差的绝对值，记为第二差值；计算所述第二公里标与所述第三公里标之差的绝对值，记为第三差值；
当所述第一差值和所述第三差值均介于第一预设数值区间内，且所述第二差值介于第二预设数值区间内时，则以所述第一公里标作为轨道交通列车的车头位置和/或以所述第三公里标作为轨道交通列车的车尾位置。
6.一种轨道交通列车定位系统，其特征在于，包括承载权利要求5所述的轨道交通列车定位装置的功能的处理模块、多个光发射模块、光接收模块、若干个UWB基站和UWB接收模块；
所述多个光发射模块按照预设间隔安装在轨道交通隧道的墙壁上，光发射模块用于发射光信号；
所述光接收模块安装在轨道交通列车的顶部或侧壁，用于接收光信号，并将光信号发送到所述处理模块；
所述若干个UWB基站分别安装在预设的锚点位置上，每一锚点位置安装一个UWB基站，UWB基站用于发射无线信号；
所述UWB接收模块安装在轨道交通列车的顶部或侧壁，用于接收所述UWB基站发射的无线信号；并将所述无线信号发送到所述处理模块。
7.根据权利要求6所述的轨道交通列车定位系统，其特征在于，每一光发射模块均包括编码单元、驱动单元和LED灯；
所述编码单元用于将光发射模块的识别码编译成调制信号；
所述驱动单元用于将所述调制信号转换成驱动电流；
所述LED灯用于根据所述驱动电流发射光信号。
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