CN111873809A - 一种基于图像识别的磁悬浮列车主动导向方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于图像识别的磁悬浮列车主动导向方法及系统。其包括：转向架、图像识别传感器、控制器、控制电机、锥齿减速器和驱动轴。本发明利用图像识别传感器实时获取磁悬浮列车运行过程中的轨道图像，通过控制器对轨道图像进行检测，从而识别出磁悬浮列车即将驶入的磁悬浮轨道的状态，再根据所述磁悬浮轨道的状态解析出磁悬浮列车所对应的行驶速度和转向架转动角度，根据该行驶速度和转动角度输出相应的驱动控制信号控制磁悬浮列车减速并驱动所述驱动轴相对所述转向架向左或向右偏转相应角度实现列车的转向。本发明所提供的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向系统，可以实现系统的智能化控制，且对列车地实时控制保证列车的稳定性和可控性。

Description

一种基于图像识别的磁悬浮列车主动导向方法及系统

技术领域

本发明涉及磁悬浮导向技术，具体而言涉及一种基于图像识别的磁悬浮列车主动导向方法及系统。

背景技术

普通轮轴结构的轨道车辆主要依靠轮轨关系实现列车的导向功能。而磁悬浮列车的导向装置主要有机械式导向系统和常导磁吸式的导向系统。

机械式导向系统目前常用的有两种方式：1是在车辆两侧安装导向轮，通过车体上的导向轮与导轨侧面滚动摩擦从而产生复原力，这个力与列车沿曲线行驶时的侧向力相平衡，使列车沿着导轨中心线行驶；2是在车体底部安装液压导向装置，当列车行驶在弯道时，一位滑台的动作带动第一液压缸的运动，同时相连的液压缸也随之动作，完成转弯的动作。

常导磁吸式的导向系统与悬浮系统类似，是在列车两侧面安装一组专门用于导向的电磁铁，使车体与导轨保持一定的间隙。当列车左右偏移时，车上的导向电磁铁与导轨的相互作用，从而使列车恢复到中间位置。

上述现有的磁悬浮列车在通过弯道或者导向时需要有外力辅助作用于列车的导向系统，可称该种列车导向系统为被动导向系统。被动导向系统是无法自主控制的，整个系统的稳定性无法保证，且主动调控能力差，智能化运行控制难度大。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于图像识别的磁悬浮列车主动导向方法及系统，本发明利用视觉传感器检测轨道边线，对磁悬浮列车提供主动导向，能够保证列车运行的稳定性，提高系统的智能化程度。本发明具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种基于图像识别的磁悬浮列车主动导向系统，其包括：

转向架，其连接在磁悬浮列车与磁悬浮轨道之间；

图像识别传感器，其设置在所述转向架的端部，用于实时获取磁悬浮列车运行过程中的轨道图像；

控制器，其与所述图像识别传感器通信连接，用于接收所述轨道图像，对轨道图像进行预处理，然后执行对轨道边界线的检测，获得磁悬浮列车即将驶入的磁悬浮轨道的状态，再根据所述磁悬浮轨道的状态解析出磁悬浮列车所对应的行驶速度和转向架转动角度，输出相应的驱动控制信号；

控制电机，其连接所述控制器，接收控制器所输出的驱动控制信号并根据所述驱动控制信号驱动其电机轴旋转；

锥齿减速器，其一端与所述控制电机的电机轴啮合连接，从动于所述电机轴运转；

驱动轴，其垂直于所述转向架设置在所述转向架的前后两端，所述驱动轴连接所述锥齿减速器的另一端，从动于所述锥齿减速器相对所述转向架向左或向右转动相应角度；

转向臂，其固定连接在所述驱动轴上，从动于所述驱动轴相对所述转向架向左或向右偏转相应角度，且所述转向臂的两侧在磁悬浮列车行驶过程中保持不与所述磁悬浮轨道直接接触。

可选的，如上任一所述的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向系统，其中，所述转向架包括：

前端架，其设置在所述转向架的前侧；

后端架，其设置在所述转向架的后侧；

横梁架，其设置在所述转向架的中间，连接所述前端架和后端架；

所述前端架、后端架和横梁架沿磁悬浮轨道方向连接形成“工”字形结构。

可选的，如上任一所述的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向系统，其中，所述横梁架的前部侧壁和后部侧壁分别设置有所述控制电机和锥齿减速器；

所述前端架和后端架上分别设置有所述驱动轴和转向臂；

所述前端架和后端架上的转向臂分别从动于驱动轴、锥齿减速器和控制电机，由控制器控制而根据磁悬浮列车即将驶入的磁悬浮轨道的状态，向左或向右偏转由驱动控制信号所设定的转动角度，避免与所述磁悬浮轨道直接接触。

可选的，如上任一所述的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向系统，其中，所述前端架和后端架，其垂直于磁悬浮轨道的横截面由所述驱动轴和转向臂形成“工”字形架体结构；

其中，所述驱动轴设置为“7”型、马蹄形或梯形，其截面积较小的一端连接所述锥齿减速器，其截面积较大的一端连接所述锥齿减速器。

可选的，如上任一所述的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向系统，其中，所述图像识别传感器包括：激光扫描器、线阵和面阵CCD摄像机、TV摄像机和数字摄像机；所述的图像识别传感器至少设置在所述前端架的前侧端面上。

同时，本发明还提供一种基于图像识别的磁悬浮列车主动导向方法，其步骤包括：

第一步，接收图像识别传感器所实时获取的述轨道图像，对轨道图像进行预处理；

第二步，执行对轨道边界线的检测，获得磁悬浮列车即将驶入的磁悬浮轨道的状态；

第三步，根据所述磁悬浮轨道的状态解析出磁悬浮列车所对应的行驶速度和转向架转动角度，输出相应的驱动控制信号；

第四步，驱动磁悬浮列车的动力单元根据所述控制器所输出的驱动控制信号调节磁悬浮列车至对应的行驶速度；驱动控制电机的电机轴根据所述控制器所输出的驱动控制信号旋转相应角度，带动转向架前后两端的转向臂分别向左或向右偏转相应的转动角度，避免与所述磁悬浮轨道直接接触。

可选的，如上任一所述的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向方法，其中，所述第一步中，对轨道图像进行预处理具体包括：对轨道图像进行灰度化、滤波、边缘增强和二值化；

其中，滤波步骤所使用的滤波算法包括：邻域平均法、中值滤波法和边缘保持平滑法；

边缘增强步骤所使用的边缘检测的测算子包括：Robert算子、sobel算子、la-place算子；

二值化步骤具体采用直方图法、最大类间方差法、最大熵法对边缘增强后的轨道图像进行二值化处理。

可选的，如上任一所述的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向方法，其中，第二步中，执行对轨道边界线的检测，获得磁悬浮列车即将驶入的磁悬浮轨道的状态的具体步骤包括:

步骤201，对预处理后的轨道图像按照分水岭算法划分出其中的感兴趣区域；

步骤202，对感兴趣区域中的轨道图像先检测其分道线，再检测其轨道边线，然后基于贝塞尔曲线模型、哈夫直线模型进行轨道线拟合。

有益效果

本发明利用图像识别传感器实时获取磁悬浮列车运行过程中的轨道图像，通过控制器对轨道图像进行检测，从而识别出磁悬浮列车即将驶入的磁悬浮轨道的状态，再根据所述磁悬浮轨道的状态解析出磁悬浮列车所对应的行驶速度和转向架转动角度，根据该行驶速度和转动角度输出相应的驱动控制信号控制磁悬浮列车减速并驱动所述驱动轴相对所述转向架向左或向右偏转相应角度实现列车的转向。本发明所提供的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向系统，可以实现系统的智能化控制，且对列车地实时控制保证列车的稳定性和可控性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向系统的整体结构示意图；

图2是本发明系统中信号传输方式的示意图；

图3是本发明的主动导向系统在列车直行状态下的示意图；

图4是本发明的主动导向系统在列车通过弯道过程中的示意图。

图中，1表示图像识别传感器；2表示锥齿减速器；3表示控制电机；4表示控制器；5表示转向架；6表示车架梁；7表示驱动轴；8表示后端架；9表示磁悬浮轨道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1为根据本发明的一种基于图像识别的磁悬浮列车主动导向系统，其包括：

转向架5，其连接在磁悬浮列车与磁悬浮轨道9之间；

图像识别传感器1，其设置在所述转向架5的端部，用于实时获取磁悬浮列车运行过程中的轨道图像；

控制器4，其与所述图像识别传感器1通信连接，用于接收所述轨道图像，对轨道图像进行预处理，然后执行对轨道边界线的检测，获得磁悬浮列车即将驶入的磁悬浮轨道的状态，再根据所述磁悬浮轨道的状态解析出磁悬浮列车所对应的行驶速度和转向架转动角度，输出相应的驱动控制信号；

控制电机3，其连接所述控制器4，接收控制器4所输出的驱动控制信号并根据所述驱动控制信号驱动其电机轴旋转；

锥齿减速器2，其一端与所述控制电机3的电机轴啮合连接，从动于所述电机轴运转；

驱动轴7，其垂直于所述转向架5设置在所述转向架5的前后两端，所述驱动轴7连接所述锥齿减速器2的另一端，从动于所述锥齿减速器2相对所述转向架5向左或向右转动相应角度；

转向臂，其固定连接在所述驱动轴7上，从动于所述驱动轴7相对所述转向架5向左或向右偏转相应角度，且所述转向臂的两侧在磁悬浮列车行驶过程中保持不与所述磁悬浮轨道直接接触。

其中，图像识别传感器1所构成的检测装置、控制器和由控制电机3以及减速器所构成的执行装置按照图2所示的方式进行数据交互，执行以下的控制步骤以在磁悬浮列车运行中实时控制列车的车速和列车转向架转动的角度，保证列车运行平稳：

第一步，接收图像识别传感器1所实时获取的述轨道图像，对轨道图像进行预处理；

第二步，执行对轨道边界线的检测，获得磁悬浮列车即将驶入的磁悬浮轨道的状态；

第三步，根据所述磁悬浮轨道的状态解析出磁悬浮列车所对应的行驶速度和转向架转动角度，输出相应的驱动控制信号；

第四步，驱动磁悬浮列车的减速器或相应的动力单元根据所述控制器4所输出的驱动控制信号调节磁悬浮列车至对应的行驶速度；驱动控制电机3的电机轴根据所述控制器4所输出的驱动控制信号旋转相应角度，带动转向架5前后两端的转向臂分别向左或向右偏转相应的转动角度，避免与所述磁悬浮轨道直接接触。

其中，所述检测装置由图像识别传感器和相关配件组成，其安装在转向架前端，实现实时检测列车即将行驶的轨道的路况，并将所检测的数据传输到控制器中。检测装置可通过视觉传感器实现，具体可设置为CMOS传感器、激光扫描器、线阵和面阵CCD摄像机、TV摄像机和数字摄像机等。

控制器内设置有信号解调器，运算器，输入/输出等等，用于获取轨道图像对其进行处理并最终输出相应的驱动控制信号。所述控制装置安装在转向架上，与检测装置和执行装置连接；接收由检测装置所传输的信号并对所接收的信号进行解析，得出执行装置所需动作的命令以控制执行机构的动作。其所发出的信号种类包括：数字信号和模拟信号；所述信号的传输方式包括：基带传输、频带传输、载波传输、异步传输模式ATM。

具体而言，所述执行装置包括控制电机、减速器、转向架，车架梁和转动臂等。所述控制电机可以为直流伺服电机，交流伺服电机，扭转电机，三相电机等；所述减速器可以使用锥形齿轮减速器，涡轮减速器等等，所述减速器可以为一级减速器或多级减速器。

所述转向架其可以通过图1以及图3所示的方式设置为竖直面呈“工”字形且俯视面也呈“工”字形的结构。其具体可设置为包括：

前端架，其设置在所述转向架5的前侧；

后端架，其设置在所述转向架5的后侧；

横梁架，其设置在所述转向架5的中间，连接所述前端架和后端架；

所述前端架、后端架和横梁架沿磁悬浮轨道方向连接形成“工”字形结构。其中，所述前端架和后端架，其垂直于磁悬浮轨道的横截面由所述驱动轴7和转向臂形成另一个“工”字形架体结构。所述横梁架的前部侧壁和后部侧壁分别设置有所述控制电机3和锥齿减速器2；所述前端架和后端架上分别设置有所述驱动轴7和转向臂；所述前端架和后端架上的转向臂分别从动于驱动轴7、锥齿减速器2和控制电机3，由控制器4控制而根据磁悬浮列车即将驶入的磁悬浮轨道的状态，向左或向右偏转由驱动控制信号所设定的转动角度，避免与所述磁悬浮轨道直接接触。

其中的驱动轴7可设置为“7”型、马蹄形或梯形，其截面积较小的一端连接所述锥齿减速器2，其截面积较大的一端连接所述锥齿减速器2。或者，也可以通过液压气动传动的机构和其他驱动方式实现对转向架的角度调节，使其配合磁悬浮轨道的转弯半径相应转向。

所述的控制电机具体可安装在控制装置前方，接收由控制装置发出的控制指令，驱动减速器，以控制导向架的偏转；减速器位于电机与导向装置中间，在降低电机的转速的同时提高输出扭矩；所述转向臂一端与减速器的输出轴相连，另一端与转向架相连，由减速器输出轴的转动带动转向架的转动。

其中，所述转向架可置于磁悬浮列车的车架梁两端，列车随转向架的转动完成转向动作。

由此，本发明通过转向架前端的图像检测装置检测列车即将通过弯道图像，通过对轨道图像进行预处理和轨道边线检测，将检测到的数据传输到控制装置中，由控制装置对所接收的信号进行解析，得到列车在进入弯道时的车速和转向架需要转动的角度，并发出驱动控制信号驱动电机的输出轴转动，通过减速器将输出轴所提供的扭矩传递至转向臂，使其能够转动相应角度以便磁悬浮列车平稳进入弯道行驶。进入弯道后，检测装置还会继续检测车辆即将通过的轨道图像，并将所得信号传输给控制装置，实时控制列车的车速和列车转向架的转动的角度，直到完成整个导向的动作。

在较为具体的实现方式下，本发明中对轨道图像进行预处理可具体包括：对轨道图像进行灰度化、滤波、边缘增强和二值化。

其中，对路况图像进行灰度化处理，可采用以下灰度化的转换模型：Gray＝x R+yG+z B其中，R、G、B分别代表RGB图像的红、绿、蓝三个分量，其取值范围为[0,255]，x、y、z、分别代表R、G、B的权，范围为[-100,+100]；

滤波步骤所使用的滤波算法包括：邻域平均法、中值滤波法和边缘保持平滑法；

边缘增强步骤所使用的边缘检测的测算子包括：Robert算子、sobel算子、la-place算子；

二值化步骤具体采用直方图法、最大类间方差法、最大熵法对边缘增强后的轨道图像进行二值化处理。

执行对轨道边界线的检测，获得磁悬浮列车即将驶入的磁悬浮轨道的状态的具体步骤可包括:

步骤201，对预处理后的轨道图像按照分水岭等算法划分出其中的感兴趣区域；

步骤202，对感兴趣区域中的轨道图像先检测其分道线，再检测其轨道边线，然后基于贝塞尔曲线模型、哈夫直线模型进行轨道线拟合。

下面举一例对上述转向架的主动导向过程进行详细说明。

该转向架上的锥齿减速器2具体可选择采用一级锥形减速器，其安装在车架梁上，减速器的输入轴与控制电机相连，输出轴与转向臂相连，输入轴连接小齿轮，输出轴连接大齿轮。所述锥齿减速器2中所选用的齿轮具体可采用直齿圆锥齿轮，其模数为4，压力角为20°，直齿圆锥小齿轮的齿数为24，直齿大齿轮的齿数为71。

锥齿减速器2所连接的控制电机3可选用伺服电机，其能准确将控制器中传出的电信号转换成电机轴上的角速度和角速度输出。控制器4按照如下的方式将检测装置1输出的信号进行处理，转化为伺服电机3能识别的电信号，以将对应的驱动控制信号传输给伺服电机：

1、对轨道图像进行预处理，包括：轨道图像灰度化，轨道图像滤波，轨道图像边缘增强，轨道图像二值化；

(1)轨道图像灰度化：采用0.3份红色、0.56份绿色、0.11份蓝色混合后可以得到比较符合人类视觉的灰度值，即：灰度值＝0.3R+0.59G+0.11B将上式计算出来的数值作为图像中彩色像素对应的灰度值。

(2)轨道图像滤波：对原始图像f(x,y)的每一个像素取邻域S，计算S中所有像素的灰度值的平均值，作为滤波后图像g(x,y)的灰度值，即：

(3)轨道图像边缘增强：采用Sobel算子进行边缘增强。

(4)轨道图像二值化：采用最大类间方差法进行图像二值化分割。

2、对轨道边线进行检测，包括：划分感兴趣区域，轨道线拟合。

(1)划分感兴趣区域代码如下：

(2)轨道线拟合：首先检测分道线，再检测轨道边线。同样，这里采用哈夫直线模型进行轨道线拟合。先将二值化图像分为左右两部分，然后对左右两边图像分别进行哈夫变换。

由此，当列车行驶在图3所示的直道时，列车前转向架上图像检测装置将检测到列车即将行驶的轨道直道图像，对图像进行数学化处理并将所得信号传输给控制器，控制装置分析其接受到的数据得，列车此时不需要转弯，即给执行装置保持原状态的信号，列车继续沿直线行驶。

该实现方式中，所述转向架结构具体可采用方形转向架构架，其整体结构长宽高大小为500-700mm。转向架分5为前后端架及中间横梁架部分，与车架梁6、转向臂等机构相连。所述减速器2的输出轴与转向架5用驱动轴7相连，电机驱动减速器并能够带动转向臂和驱动轴7的转动，以在图4弯道行驶的过程中完成整个列车的转向动作。

具体参照图4所示，当列车行驶到半径为50m、长30m的右转弯道前5m时，图像检测装置检测到列车即将进入弯道并把检测到的信号传输给控制器，控制器再将所接收的信号进行解析，计算出此时车辆在通道弯道前的速度降为5m/s，在进入弯道时转向架转动向右的角度5°并保持1s；在完成这个动作的过程中，检测装置同时保持实时检测列车即将行驶的轨道，将检测的信号传输给控制器，控制器实时地将其所获得的信号进行解析，得到沿当前轨道，列车转向架即将再向右偏转5°并保持原有的速度行驶2s；在2s过后，控制装置通过实时的分析图像检测装置传输的信号得到列车转向架还需要继续向右偏转5°，保持原有的速度行驶3s后前转向架过完弯道；如此循环实时调整，直到，检测装置检测得到列车即将行驶到直线轨道，此时，将相应的轨道图像信号传输给控制系统，控制系统分析信号得到列车前转向架即将左转7°，列车行驶速度为6m/s保持0.5s。由此自动在即将结束弯道运行时及时将前转向架回正，完成导向动作，使得磁悬浮列车平稳回到直线轨道继续运行。

综上，本发明所提供的基于图像识别的永磁悬浮列车主动导向系统，其可以在转向架前端的图像检测装置检测到列车即将通过弯道图像并对轨道图像进行预处理和轨道边线检测，将检测到的数据传输到控制装置中，控制装置对所接收的信号进行解析，得到列车在进入弯道时的车速和转向架需要转动的角度，并发出指令驱动电机转动，减速器的输出轴与转向臂相连，转动的输出轴带动转向臂地转动；进入弯道后检测转置继续检测车辆即将通过的轨道图像，并将所得信号传输给控制装置，实时控制列车的车速和列车转向架的转动的角度，直到车顺利通过弯道重新回到直道平稳运行。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于图像识别的磁悬浮列车主动导向系统，其特征在于，包括：

转向架（5），其连接在磁悬浮列车与磁悬浮轨道（9）之间；

图像识别传感器（1），其设置在所述转向架（5）的端部，用于实时获取磁悬浮列车运行过程中的轨道图像；

控制器（4），其与所述图像识别传感器（1）通信连接，用于接收所述轨道图像，对轨道图像进行预处理，然后执行对轨道边界线的检测，获得磁悬浮列车即将驶入的磁悬浮轨道的状态，再根据所述磁悬浮轨道的状态解析出磁悬浮列车所对应的行驶速度和转向架转动角度，输出相应的驱动控制信号；

控制电机（3），其连接所述控制器（4），接收控制器（4）所输出的驱动控制信号并根据所述驱动控制信号驱动其电机轴旋转；

锥齿减速器（2），其一端与所述控制电机（3）的电机轴啮合连接，从动于所述电机轴运转；

驱动轴（7），其垂直于所述转向架（5）设置在所述转向架（5）的前后两端，所述驱动轴（7）连接所述锥齿减速器（2）的另一端，从动于所述锥齿减速器（2）相对所述转向架（5）向左或向右转动相应角度；

转向臂，其固定连接在所述驱动轴（7）上，从动于所述驱动轴（7）相对所述转向架（5）向左或向右偏转相应角度，且所述转向臂的两侧在磁悬浮列车行驶过程中保持不与所述磁悬浮轨道直接接触。

2.如权利要求1所述的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向系统，其特征在于，所述转向架（5）包括：

前端架，其设置在所述转向架（5）的前侧；

后端架，其设置在所述转向架（5）的后侧；

横梁架，其设置在所述转向架（5）的中间，连接所述前端架和后端架；

所述前端架、后端架和横梁架沿磁悬浮轨道方向连接形成“工”字形结构。

3.如权利要求2所述的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向系统，其特征在于，所述横梁架的前部侧壁和后部侧壁分别设置有所述控制电机（3）和锥齿减速器（2）；

所述前端架和后端架上分别设置有所述驱动轴（7）和转向臂；

所述前端架和后端架上的转向臂分别从动于驱动轴（7）、锥齿减速器（2）和控制电机（3），由控制器（4）控制而根据磁悬浮列车即将驶入的磁悬浮轨道的状态，向左或向右偏转由驱动控制信号所设定的转动角度，避免与所述磁悬浮轨道直接接触。

4.如权利要求2所述的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向系统，其特征在于，所述前端架和后端架，其垂直于磁悬浮轨道的横截面由所述驱动轴（7）和转向臂形成“工”字形架体结构；

其中，所述驱动轴（7）设置为“7”型、马蹄形或梯形，其截面积较小的一端连接所述锥齿减速器（2），其截面积较大的一端连接所述锥齿减速器（2）。

5.如权利要求2所述的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向系统，其特征在于，所述图像识别传感器（1）包括：激光扫描器、线阵和面阵CCD摄像机、TV摄像机和数字摄像机；所述的图像识别传感器（1）至少设置在所述前端架的前侧端面上。

6.一种基于图像识别的磁悬浮列车主动导向方法，其特征在于，步骤包括：

第一步，接收图像识别传感器（1）所实时获取的述轨道图像，对轨道图像进行预处理；

第二步，执行对轨道边界线的检测，获得磁悬浮列车即将驶入的磁悬浮轨道的状态；

第三步，根据所述磁悬浮轨道的状态解析出磁悬浮列车所对应的行驶速度和转向架转动角度，输出相应的驱动控制信号；

第四步，驱动磁悬浮列车的动力单元根据所述控制器（4）所输出的驱动控制信号调节磁悬浮列车至对应的行驶速度；驱动控制电机（3）的电机轴根据所述控制器（4）所输出的驱动控制信号旋转相应角度，带动转向架（5）前后两端的转向臂分别向左或向右偏转相应的转动角度，避免与所述磁悬浮轨道直接接触。

7.如权利要求6所述的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向方法，其特征在于，所述第一步中，对轨道图像进行预处理具体包括：对轨道图像进行灰度化、滤波、边缘增强和二值化；

其中，滤波步骤所使用的滤波算法包括：邻域平均法、中值滤波法和边缘保持平滑法；

边缘增强步骤所使用的边缘检测的测算子包括： Robert算子、sobel算子、la-place算子；

二值化步骤具体采用直方图法、最大类间方差法、最大熵法对边缘增强后的轨道图像进行二值化处理。

8.如权利要求6所述的基于图像识别的磁悬浮列车主动导向方法，其特征在于，第二步中，执行对轨道边界线的检测，获得磁悬浮列车即将驶入的磁悬浮轨道的状态的具体步骤包括:

步骤201，对预处理后的轨道图像按照分水岭算法划分出其中的感兴趣区域；

步骤202，对感兴趣区域中的轨道图像先检测其分道线，再检测其轨道边线，然后基于贝塞尔曲线模型、哈夫直线模型进行轨道线拟合。

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