CN115027534B - 轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置，涉及轨道交通的技术领域，本发明提供的轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置，能够在获取到列车在当前运行周期内的轨道走向信息时，依据轨道走向信息，按照预先设置的选取规则在列车运行前方的轨道上选取预设数量的锚点；基于锚点的坐标信息计算每个锚点相对于第一锚点的轨道偏移度；然后选择扰动点，计算扰动点相对于第一锚点的扰动偏移度；并在轨道偏移度和扰动偏移度满足预设的校正启动条件时计算航向角校正增量；进而根据航向角校正增量对列车在当前运行周期内的航向角进行校正，以提高对前方远距离障碍物的识别能力和识别可靠性，进而提高列车运行安全性。

Description

轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置

技术领域

本发明涉及轨道交通的技术领域，尤其是涉及一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置。

背景技术

现代轨道交通车辆运行在固定轨道上，并大多已装备计算机控制系统、辅助驾驶系统等，以使列车能够根据设定的计划运行。

为确保列车间安全间隔、及时发现前方影响运营的障碍物(障碍物检测)，或满足调速、调度、停站等运营要求，列车需要持续准确获取自身位置。以障碍物检测功能为例，该功能需要在列车头部安装一系列能够检测外部环境的传感器，以构建列车运行前方及周围的环境模型，这要求列车具备对自身的定位能力，不仅需要获取列车相对于线路起点的位置信息(里程)，还需要确定列车车头的方向(如，绝对航向角)或相对于前方轨道的方向(如，相对航向角)，而错误或偏差过大的航向角将导致对前方障碍物的位置判断错误，从而危及行车安全。

而目前，广泛应用的列车定位技术往往存在一定的误差，且误差较大，使得障碍物的判断往往超出期望范围，进而产生行车安全风险。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置，以缓解上述技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法，包括：获取列车在当前运行周期内的轨道走向信息；依据所述轨道走向信息，按照预先设置的选取规则在所述列车运行前方的轨道上选取预设数量的锚点；获取所述锚点的坐标信息，基于所述锚点的坐标信息计算每个所述锚点相对于第一锚点的轨道偏移度；其中，所述第一锚点为预设数量的所述锚点中距离所述列车的车头最近的锚点；在所述第一锚点与相邻的所述锚点之间选择扰动点，并计算所述扰动点相对于所述第一锚点的扰动偏移度；判断所述轨道偏移度和所述扰动偏移度是否满足预设的校正启动条件；如果是，基于所述轨道偏移度计算航向角校正增量；根据所述航向角校正增量对所述列车在当前运行周期内的航向角进行校正。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述按照预先设置的选取规则在所述列车运行前方的轨道上选取预设数量的锚点的步骤，包括：按照预先设置的选取规则，自所述列车的车头开始，沿所述轨道远离所述车头方向，顺次选取所述第一锚点、第二锚点和第三锚点。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述预先设置的选取规则包括：所述第一锚点距所述车头的距离不大于第一预设距离；所述第一锚点和所述第三锚点的距离不小于第二预设距离，其中，所述第二预设距离大于所述第一预设距离；所述第一锚点到所述第二锚点之间的距离与所述第二锚点到所述第三锚点之间的距离不相等。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述基于所述锚点的坐标信息计算每个所述锚点相对于第一锚点的轨道偏移度的步骤包括：分别获取所述第一锚点、所述第二锚点和所述第三锚点的坐标信息，其中，所述坐标信息包括每个所述锚点在当前运行周期内的横向坐标和纵向坐标；按照下述公式分别计算所述第二锚点和所述第三锚点相对于所述第一锚点的轨道偏移度：

其中，k表示当前运行周期为第k周期，A表示第一锚点、B表示第二锚点、C表示第三锚点；INC(k)_AB表示在当前运行周期内，所述第二锚点相对于所述第一锚点的轨道偏移度；INC(k)_AC表示在当前运行周期内，所述第三锚点相对于所述第一锚点的轨道偏移度；x(k)_A、x(k)_B、x(k)_C和y(k)_A、y(k)_B、y(k)_C分别为锚点A、B和C在当前运行周期内的横向坐标和纵向坐标。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述在所述第一锚点与相邻的所述锚点之间选择扰动点，并计算所述扰动点相对于所述第一锚点的扰动偏移度的步骤，包括：在所述第一锚点与所述第二锚点之间的所述轨道上选择扰动点，且，所述扰动点的位置满足以下条件；所述扰动点距所述第一锚点的距离与所述扰动点距所述第二锚点的距离的差值小于预设差值阈值；获取所述扰动点的坐标信息，按照下述公式计算所述扰动点相对于所述第一锚点的扰动偏移度：

其中，D表示扰动点，x(k)_D和y(k)_D分别为所述扰动点在当前运行周期内的横向坐标和纵向坐标。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述校正启动条件包括：

其中ε₁、ε₂、ε₃是预定义的小量；

判断所述轨道偏移度和所述扰动偏移度是否满足预设的校正启动条件的步骤，包括：如果所述轨道偏移度和所述扰动偏移度均满足上述校正启动条件，则，确定所述轨道偏移度和所述扰动偏移度满足预设的校正启动条件。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述基于所述轨道偏移度计算航向角校正增量的步骤，包括：按照下述公式计算所述航向角校正增量：

ΔAz(k)＝-1*tan^-1[INC(k)_AC]

其中，ΔAz(k)为当前运行周期内的所述航向角校正增量。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述根据所述航向角校正增量对所述列车在当前运行周期内的航向角进行校正的步骤，包括：获取上一周期的航向角；基于所述上一周期的航向角和所述航向角校正增量对当前运行周期内的航向角进行校正；其中，校正的公式表示为：

Az(k)＝Az(k-1)+ΔAz(k)

其中，Az(k)为当前运行周期内的航向角，Az(k-1)为上一周期的航向角。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：如果所述轨道偏移度和所述扰动偏移度中任意一个未满足所述校正启动条件，则获取上一周期的航向角，将所述上一周期的航向角确定为当前运行周期内的航向角。

第二方面，本发明实施例还提供一种轨道交通车辆的定位航向角的校正装置，所述校正装置包括：列车定位设备、航向角校正计算装置和航向角接收装置；其中，所述列车定位设备用于对所述列车进行实时定位，以及对所述列车的原始航向角进行测量和输出；所述航向角校正计算装置用于执行上述第一方面所述的轨道交通车辆的定位航向角的校正方法；所述航向角接收装置用于接收校正后的航向角。

第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的方法的步骤。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面所述的方法的步骤。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置，能够在获取到列车在当前运行周期内的轨道走向信息时，依据轨道走向信息，按照预先设置的选取规则在列车运行前方的轨道上选取预设数量的锚点；并基于锚点的坐标信息计算每个锚点相对于第一锚点的轨道偏移度；其中，第一锚点为距离列车的车头最近的锚点；然后在该第一锚点与相邻的锚点之间选择扰动点，并计算扰动点相对于第一锚点的扰动偏移度；并在轨道偏移度和扰动偏移度满足预设的校正启动条件时基于轨道偏移度计算航向角校正增量；进而根据航向角校正增量对列车在当前运行周期内的航向角进行校正，以便于缓解因列车定位设备固有能力缺陷导致的航向角误差，从而使列车获得更加接近实际情况的航向角和基于该航向角的外部运行环境信息，提高对前方远距离障碍物的识别能力和识别可靠性，进而提高列车运行安全性。

本发明的其他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。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，对于本领域技术人员来讲，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为本发明实施例提供的一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法的全流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种轨道交通车辆的定位航向角的校正装置；

图4为本发明实施例提供的一种列车障碍物检测系统的系统框图；

图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

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，下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域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。

目前，广泛应用的列车定位技术包括：(1)采用沿轨道安装的信标、应答器等设备，通过与列车进行通信应答，结合线路地图、车速等信息，使列车获取自身位置；(2)采用全球导航卫星系统(如GPS、北斗等)，列车安装车载定位接收设备，获取列车的全局坐标、速度和运行方向，再按需转换至相应的线路位置。

其中(1)的技术方式获取的线路定位较为准确，但无法提供列车的航向角信息；(2)中虽然可以提供列车的航向角信息，但现有设备因设备自身定位原理限制，存在一定误差。例如，工程上常用的车载定位接收设备，其方向报告误差可达到1～5度。对一个位于列车车头前方200米处的物体，这个误差可导致对其横向距离的判断(横向定位误差)偏差4～20米，有可能使列车的障碍物检测设备将一个在轨道上的障碍物判断为不在轨道上，产生行车安全风险。而轨道交通列车自重大，制动距离长，高速行驶情况下需要对前方较远距离的障碍物进行有效探测，因此，准确的列车方向/航向角获取，是列车实现可靠障碍物探测的关键因素之一。

基于此，本发明实施例提供的一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置，可以通过综合轨道状态和多种传感器信息，对列车航向角及其误差进行动态检测、动态补偿，以提高行车的安全性和可靠性。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法进行详细介绍。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供了一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法，如图1所示的一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S102，获取列车在当前运行周期内的轨道走向信息；

具体实现时，本发明实施例中的列车，采用周期化运行方式，列车周期化运行方式通常指的是相同种类的列车以固定周期间隔到达、出发或者停靠运行途中的各个站台或者车站，且，列车的运行具有一定的规律性。因此，在列车运行过程中可以记录列车的运行周期，以便于每隔一定的周期来进行航向角的校正过程，例如，当列车进入第k个运行周期(k为不小于1的自然数)时，可以触发执行本发明实施例中的轨道交通车辆的定位航向角的校正方法，具体的运行周期的记录过程可以按照实际列车运行情况进行设置，本发明实施例对此不进行限制。

进一步，该步骤中，获取轨道走向信息时，可以通过列车运行的线路地图来获取，通常，轨道走向信息可以通过线路地图上预先记录的轨道上的一系列点的坐标得到。

步骤S104，依据轨道走向信息，按照预先设置的选取规则在列车运行前方的轨道上选取预设数量的锚点；

步骤S106，获取锚点的坐标信息，基于锚点的坐标信息计算每个锚点相对于第一锚点的轨道偏移度；

其中，第一锚点为预设数量的锚点中距离列车的车头最近的锚点；

步骤S108，在第一锚点与相邻的锚点之间选择扰动点，并计算扰动点相对于第一锚点的扰动偏移度；

在实际使用时，上述锚点和扰动点也可以通过线路地图在列车运行前方轨道的特定位置进行选取。若在线路地图上能够找到满足上述选取规则的锚点则继续执行后面的步骤，如果不能找到满足上述选取规则的锚点，则重新返回步骤S102，继续获取后面的轨道走向信息。

步骤S110，判断轨道偏移度和扰动偏移度是否满足预设的校正启动条件；

步骤S112，如果是，基于轨道偏移度计算航向角校正增量；

步骤S114，根据航向角校正增量对列车在当前运行周期内的航向角进行校正。

通常，为了使列车得到航向角的校正过程更加准确，需要使轨道偏移度和扰动偏移度同时满足校正启动条件时才会启动航向角校正的过程，而在实际使用时，通常在列车定位设备的固有能力缺陷导致的航向角误差到一定程度之后，轨道偏移度和扰动偏移度才会同时满足上述校正启动条件，进而启动航向角校正的过程。并且，因此，本发明实施例上述图1所示的方法，可以综合轨道的状态和多种传感器信息，对列车的航向角及其误差进行动态检测、动态补偿，使最终的航向角与真实列车运行方向趋近一致，进而降低横向定位误差，有助于提高对列车前方的障碍物位置的判断准确性，进而提高障碍物检测系统的可靠性和安全性。

因此，本发明实施例提供的轨道交通车辆的定位航向角的校正方法，能够在获取到列车在当前运行周期内的轨道走向信息时，依据轨道走向信息，按照预先设置的选取规则在列车运行前方的轨道上选取预设数量的锚点；并基于锚点的坐标信息计算每个锚点相对于第一锚点的轨道偏移度；其中，第一锚点为距离列车的车头最近的锚点；然后在该第一锚点与相邻的锚点之间选择扰动点，并计算扰动点相对于第一锚点的扰动偏移度；并在轨道偏移度和扰动偏移度满足预设的校正启动条件时基于轨道偏移度计算航向角校正增量；进而根据航向角校正增量对列车在当前运行周期内的航向角进行校正，以便于缓解因列车定位设备固有能力缺陷导致的航向角误差，从而使列车获得更加接近实际情况的航向角和基于该航向角的外部运行环境信息，提高对前方远距离障碍物的识别能力和识别可靠性，进而提高列车运行安全性。

在实际使用时，本发明实施例提供的轨道交通车辆的定位航向角的校正方法，可内嵌于列车的车载障碍物探测系统、列车控制系统等内部，进行动态检查和计算，因此，具有较好的适应性，并且，本发明实施例提供的方法，采用计算机程序化运行，易于工程实践。

进一步，本发明实施例中，上述步骤S104中，选取锚点时，是按照预先设置的选取规则，自列车的车头开始选取，具体地，通常本发明实施例中，通常选取三个锚点，即，沿轨道远离车头方向，顺次选取第一锚点、第二锚点和第三锚点。

例如，假设列车进入第k个运行周期时，k为不小于1的自然数，列车执行航向角校正的过程，此时，可以通过线路地图，获取轨道走向信息，并通过线路地图在列车运行前方轨道的特定位置选取三个点A、B和C分别作为第一锚点、第二锚点和第三锚点。

进一步，本发明实施例中，选取锚点的预先设置的选取规则包括：

(1)第一锚点距车头的距离不大于第一预设距离；

(2)第一锚点和第三锚点的距离不小于第二预设距离，其中，第二预设距离大于第一预设距离；

(3)第一锚点到第二锚点之间的距离与第二锚点到第三锚点之间的距离不相等。

为了便于理解，以在轨道上选取A、B和C分别作为第一锚点、第二锚点和第三锚点为例进行说明，在按照上述选取规则选择锚点时，锚点A、B和C自列车车头开始，沿轨道远离车头方向顺次选取；锚点A作为第一锚点，沿轨道测量的离车头距离不应大于第一预设距离，如10米；锚点A和锚点C之间的距离AC不应小于第二预设距离，如80米；锚点A和锚点B之间的距离AB、以及锚点B和锚点C之间的距离BC不应相等。

若能够找到满足上述条件的所有锚点，则可以继续执行计算轨道偏移度的过程。

进一步，由于上述轨道走向信息可以通过线路地图上预先记录的轨道上的一系列点的坐标得到，因此，在找到满足上述条件的所有锚点之后，每个锚点的坐标信息也可以通过线路地图获得，进而进一步计算轨道偏移度。

具体地，本发明实施例中，在计算每个锚点相对于第一锚点的轨道偏移度时，需分别获取第一锚点、第二锚点和第三锚点的坐标信息，其中，坐标信息包括每个锚点在当前运行周期内的横向坐标和纵向坐标；然后按照下述公式分别计算第二锚点和第三锚点相对于第一锚点的轨道偏移度：

其中，k表示当前运行周期为第k周期，A表示第一锚点、B表示第二锚点、C表示第三锚点；

INC(k)_AB表示在当前运行周期内，第二锚点相对于第一锚点的轨道偏移度；INC(k)_AC表示在当前运行周期内，第三锚点相对于第一锚点的轨道偏移度；x(k)_A、x(k)_B、x(k)_C和y(k)_A、y(k)_B、y(k)_C分别为锚点A、B和C在当前运行周期内的横向坐标和纵向坐标。

其中，上述公式中所使用的横向坐标为垂直于列车行进方向的坐标，纵向坐标为平行于列车行进方向的坐标，具体的坐标信息可以通过线路地图获得。

进一步，在计算出轨道偏移度之后，需在第一锚点与相邻的锚点之间选择扰动点，并进一步计算扰动点相对于第一锚点的扰动偏移度，即执行上述步骤S108的过程，具体地，本发明实施例中，在第一锚点与第二锚点之间的轨道上选择扰动点时，且，扰动点的位置需满足以下条件：扰动点距第一锚点的距离与扰动点距第二锚点的距离的差值小于预设差值阈值。

具体地，以D表示扰动点为例进行说明，在选择扰动点时，在锚点A和锚点B之间选择一点D，即扰动点，D的位置应使AD和DB的距离尽量相等，以便于满足扰动点距第一锚点的距离与扰动点距第二锚点的距离的差值小于预设差值阈值。

在选取上述扰动点之后，可以进一步获取扰动点的坐标信息，按照下述公式计算扰动点相对于第一锚点的扰动偏移度：

其中，D表示扰动点，x(k)_D和y(k)_D分别为扰动点在当前运行周期内的横向坐标和纵向坐标。

在计算出上述扰动偏移度之后，可以继续判断是否执行航向角校正的过程，具体地，本发明实施例中，上述校正启动条件包括：

其中ε₁、ε₂、ε₃是预定义的小量，其具体的数据可以根据实际使用情况进行设置，本发明实施例对此不进行限制。

基于上述校正启动条件，在判断轨道偏移度和扰动偏移度是否满足时，需要判断轨道偏移度和扰动偏移度是否均满足上述校正启动条件，如果轨道偏移度和扰动偏移度均满足上述校正启动条件，则，确定轨道偏移度和扰动偏移度满足预设的校正启动条件，然后继续计算航向角校正增量。

具体地，本发明实施例中，按照下述公式计算航向角校正增量：

ΔAz(k)＝-1*tan^-1[INC(k)_AC]

其中，ΔAz(k)为当前运行周期内的航向角校正增量。

在根据上述航向角校正增量对列车在当前运行周期内的航向角进行校正时，需要获取上一周期的航向角；基于上一周期的航向角和航向角校正增量对当前运行周期内的航向角进行校正；具体地校正的公式表示为：

Az(k)＝Az(k-1)+ΔAz(k)

其中，Az(k)为当前运行周期内的航向角，Az(k-1)为上一周期的航向角，即，上一个运行周期记录的航向角。

具体实现时，由于列车采用周期化运行方式，因此，在列车运行过程中，列车控制系统可以记录列车的每个运行周期，以及每个运行周期中所使用的数据，如航向角等等，因此，在该航向角校正过程中，可以获取到上述上一周期的航向角，并在上一周期的航向角的基础上对当前运行周期内的航向角进行校正。

进一步，如果在上述步骤S110的判断过程中，轨道偏移度和扰动偏移度中任意一个未满足校正启动条件，则获取上一周期的航向角，将上一周期的航向角确定为当前运行周期内的航向角。具体地，可以表示为：

Az(k)＝Az(k-1)

此时，说明列车定位设备的固有能力缺陷导致的航向角误差不足以对列车的运行产生影响，因此，无需进行航向角的校正。列车可以基于当前的航向角继续运行，并进行障碍物检测等，待下一个检测运行周期到来时，继续执行本发明实施例的轨道交通车辆的定位航向角的校正方法。

为了便于理解，基于上述记载的内容，图2还示出了一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法的全流程示意图，如图2所示，包括以下步骤：

步骤S202，周期开始；

即该周期为需要启动对航向角进行校正的运行周期，如第k个运行周期。

步骤S204，获取轨道走向信息；

步骤S206，选取锚点A、B和C；

步骤S208，锚点选取是否成功，如果是，继续执行步骤S210，如果否，则返回步骤S202；

步骤S210，计算锚点轨道偏移度；

步骤S212，选取扰动点；

步骤S214，计算扰动偏移度；

步骤S216，是否启动航向角校正过程，如果是，执行步骤S218，如果否，执行步骤S222；

步骤S218，计算航向角校正增量；

步骤S220，利用上一周期的航向角和航向角校正增量计算当前周期航向角；

步骤S222，利用上一周期的航向角计算当前周期航向角。

并且，基于上述轨道交通车辆的定位航向角的校正方法的全流程，能够有效解决因列车定位设备固有能力缺陷导致的航向角误差，从而使列车获得更加接近实际情况的航向角，以及基于该航向角信息的外部运行环境信息，不仅可以提高对前方远距离障碍物的识别能力和识别可靠性，还可以进一步提高列车运行的安全性。

进一步，在上述实施例的基础上，本发明实施例还提出了一种轨道交通车辆的定位航向角的校正装置，具体地，图3还示出了一种轨道交通车辆的定位航向角的校正装置的结构示意图，如图3所示，该校正装置包括：依次连接的列车定位设备1、航向角校正计算装置2和航向角接收装置3；

其中，列车定位设备用于对列车进行实时定位，以及对列车的原始航向角进行测量和输出；

航向角校正计算装置则用于执行本发明实施例的上述轨道交通车辆的定位航向角的校正方法；

航向角接收装置用于接收校正后的航向角。

具体实现时，上述航向角接收装置还可以是利用航向角进行工作的其它系统或装置，具体可以根据实际使用情况进行设置，本发明实施例对此不进行限制。

进一步，本发明实施例提供的轨道交通车辆的定位航向角的校正装置还可以与列车障碍物检测单元构成列车障碍物检测系统，具体地，图4还示出了一种列车障碍物检测系统的系统框图，包括依次连接的列车定位和航向角计算单元6和列车障碍物检测单元7；其中，列车定位和航向角计算单元6可以配置上述图3所示的轨道交通车辆的定位航向角的校正装置，使得列车定位和航向角计算单元6可以用于测量和获取列车的实时位置及原始航向角，并对原始航向角采用如本发明所述的轨道交通车辆的定位航向角的校正方法进行校正后，向列车障碍物检测单元7发送校正航向角信息，供列车障碍物检测单元7对列车运行前方的障碍物位置进行计算判断。

本发明实施例提供的轨道交通车辆的定位航向角的校正装置，与上述实施例提供的轨道交通车辆的定位航向角的校正方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

并且，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

进一步，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述方法的步骤。

进一步，本发明实施例还提供了一种电子设备的结构示意图，如图5所示，为该电子设备的结构示意图，其中，该电子设备包括处理器51和存储器50，该存储器50存储有能够被该处理器51执行的计算机可执行指令，该处理器51执行该计算机可执行指令以实现上述方法。

在图5示出的实施方式中，该电子设备还包括总线52和通信接口53，其中，处理器51、通信接口53和存储器50通过总线52连接。

其中，存储器50可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口53(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线52可以是ISA(IndustryStandard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线52可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

处理器51可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器51中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器51可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器51读取存储器中的信息，结合其硬件完成前述方法。

本发明实施例所提供的轨道交通车辆的定位航向角的校正方法及装置的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以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 Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种轨道交通车辆的定位航向角的校正方法，其特征在于，包括：

获取列车在当前运行周期内的轨道走向信息；

依据所述轨道走向信息，按照预先设置的选取规则在所述列车运行前方的轨道上选取预设数量的锚点；

获取所述锚点的坐标信息，基于所述锚点的坐标信息计算每个所述锚点相对于第一锚点的轨道偏移度；其中，所述第一锚点为预设数量的所述锚点中距离所述列车的车头最近的锚点；

在所述第一锚点与相邻的所述锚点之间选择扰动点，并计算所述扰动点相对于所述第一锚点的扰动偏移度；

判断所述轨道偏移度和所述扰动偏移度是否满足预设的校正启动条件；

如果是，基于所述轨道偏移度计算航向角校正增量；

根据所述航向角校正增量对所述列车在当前运行周期内的航向角进行校正。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照预先设置的选取规则在所述列车运行前方的轨道上选取预设数量的锚点的步骤，包括：

按照预先设置的选取规则，自所述列车的车头开始，沿所述轨道远离所述车头方向，顺次选取所述第一锚点、第二锚点和第三锚点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先设置的选取规则包括：

所述第一锚点距所述车头的距离不大于第一预设距离；

所述第一锚点和所述第三锚点的距离不小于第二预设距离，其中，所述第二预设距离大于所述第一预设距离；

所述第一锚点到所述第二锚点之间的距离与所述第二锚点到所述第三锚点之间的距离不相等。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述锚点的坐标信息计算每个所述锚点相对于第一锚点的轨道偏移度的步骤包括：

分别获取所述第一锚点、所述第二锚点和所述第三锚点的坐标信息，其中，所述坐标信息包括每个所述锚点在当前运行周期内的横向坐标和纵向坐标；

按照下述公式分别计算所述第二锚点和所述第三锚点相对于所述第一锚点的轨道偏移度：

其中，k表示当前运行周期为第k周期，A表示第一锚点、B表示第二锚点、C表示第三锚点；

INC(k)_AB表示在当前运行周期内，所述第二锚点相对于所述第一锚点的轨道偏移度；

INC(k)_AC表示在当前运行周期内，所述第三锚点相对于所述第一锚点的轨道偏移度；

x(k)_A、x(k)_B、x(k)_C和y(k)_A、y(k)_B、y(k)_C分别为锚点A、B和C在当前运行周期内的横向坐标和纵向坐标。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述第一锚点与相邻的所述锚点之间选择扰动点，并计算所述扰动点相对于所述第一锚点的扰动偏移度的步骤，包括：

在所述第一锚点与所述第二锚点之间的所述轨道上选择扰动点，且，所述扰动点的位置满足以下条件：

所述扰动点距所述第一锚点的距离与所述扰动点距所述第二锚点的距离的差值小于预设差值阈值；

获取所述扰动点的坐标信息，按照下述公式计算所述扰动点相对于所述第一锚点的扰动偏移度：

其中，D表示扰动点，x(k)_D和y(k)_D分别为所述扰动点在当前运行周期内的横向坐标和纵向坐标。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述校正启动条件包括：

其中ε₁、ε₂、ε₃是预定义的小量；

判断所述轨道偏移度和所述扰动偏移度是否满足预设的校正启动条件的步骤，包括：

如果所述轨道偏移度和所述扰动偏移度均满足上述校正启动条件，则，确定所述轨道偏移度和所述扰动偏移度满足预设的校正启动条件。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述轨道偏移度计算航向角校正增量的步骤，包括：

按照下述公式计算所述航向角校正增量：

ΔAz(k)＝-1*tan^-1[INC(k)_AC]

其中，ΔAz(k)为当前运行周期内的所述航向角校正增量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述航向角校正增量对所述列车在当前运行周期内的航向角进行校正的步骤，包括：

获取上一周期的航向角；

基于所述上一周期的航向角和所述航向角校正增量对当前运行周期内的航向角进行校正；

其中，校正的公式表示为：

Az(k)＝Az(k-1)+ΔAz(k)

其中，Az(k)为当前运行周期内的航向角，Az(k-1)为上一周期的航向角。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述轨道偏移度和所述扰动偏移度中任意一个未满足所述校正启动条件，则获取上一周期的航向角，将所述上一周期的航向角确定为当前运行周期内的航向角。

10.一种轨道交通车辆的定位航向角的校正装置，其特征在于，所述校正装置包括：列车定位设备、航向角校正计算装置和航向角接收装置；

其中，所述列车定位设备用于对所述列车进行实时定位，以及对所述列车的原始航向角进行测量和输出；

所述航向角校正计算装置用于执行上述权利要求1～9任一项所述的轨道交通车辆的定位航向角的校正方法；

所述航向角接收装置用于接收校正后的航向角。

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