[发明专利]一种多传感器融合的列车定位方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及列车定位技术领域，尤其涉及一种多传感器融合的列车定位方法及系统。

背景技术

目前，测速设备种类繁多，如光栅速度传感器、多普勒雷达、加速度传感器等。由于受各种限制条件（安装位置、运行环境等），这些测速设备各有各自的缺陷，安装和应用环境不同。具体项目有不同要求，各个厂商应用的设备不同，项目不同，一般采取的方案就不同。为了弥补单个设备的不足，一般方案会选择多个设备，依据一定的算法融合出速度信息。测速测距方案确定后，在工程中一般不会发生变化。

测速测距方案受到方案制定者的考虑、业主要求等条件限制，由于项目不同，测速测距方案也可能不同，开发人员应对不同的方案需开发出不同版本的软件，重复劳作，工作量大，效率低下。另外，由于不同项目测速测距方式固定，对某一设备依赖较大，在使用中一个设备故障或异常常常会降低测速测距的准确性。如光栅速度传感器在制动过程中有出现滑行的现象，牵引之时容易出现空转现象，这些因素都影响了光栅速度传感器的使用，进而影响了列车速度的检测；多普勒雷达受雨雪天气、结冰、洪涝、上下坡等天气、自然环境影响较大，低速等影响较大，又在一定程度上降低了测速定位的可用性。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种多传感器融合的列车定位方法及系统，能够解决现有技术中测速测距方案无法根据实际情况变动，且不同项目测速测距方式固定而对某一设备依赖较大，导致在使用中一个设备故障或异常常常会降低测速测距的准确性的问题。

第一方面，本发明提供了一种多传感器融合的列车定位方法，所述方法包括：

采集至少两个测速设备的数据，并分别将所述至少两个测速设备的数据转换为速度信息；所述速度信息包括速度的大小和方向、以及状态信息；根据所述至少两个测速设备的个数及种类，将所述至少两个测速设备对应的速度信息采取预设的融合算法进行融合，获得融合后的速度信息及距离信息；

输出所述融合后的速度信息及距离信息作为测速测距结果；

其中，所述测速设备包括：安装于轴段的至少一个轴段测速设备，和/或至少一个非轴段测速设备。

可选地，所述将所述至少两个测速设备的数据转换为速度信息，包括：

为所述轴段测速设备和非轴段类测速设备分别定义一种标准接口，所述标准接口至少以下包含以下信息：速度大小、方向，并为所述轴段测速设备和非轴段类测速设备分别定义表示其状态信息的标准状态机；所述状态信息包括正常状态、异常状态及故障状态。

可选地，所述轴段测速设备包括：光栅速度传感器及加速度传感器；

所述非轴段测速设备包括：多普勒雷达和GPS定位模块。

可选地，所述至少两个测速设备包括：两个轴段测速设备或者两个非轴段测速设备；

相应地，所述根据所述至少两个测速设备的个数及种类，将所述至少两个测速设备对应的速度信息采取预设的融合算法进行融合，包括：

对两个测速设备对应的速度信息进行比较；

若两个测速设备对应的速度信息一致，则将所述两个测速设备对应的速度大小的均值及任一测速设备对应的速度方向作为融合结果；

若两个测速设备对应的速度信息不一致，则判定所述两个测速设备对应的速度信息异常，去除该异常速度信息，并重新获取所述两个测速设备对应的速度信息。

可选地，所述至少两个测速设备包括：一个轴段测速设备及一个非轴段测速设备；

相应地，所述根据所述至少两个测速设备的个数及种类，将所述至少两个测速设备对应的速度信息采取预设的融合算法进行融合，包括：

若所述轴段测速设备对应的速度大于所述非轴段测速设备对应的速度且所述轴段测速设备对应的速度与所述非轴段测速设备对应的速度的差值大于第一预设阈值，则确定所述轴段测速设备发生空转现象，并判定所述轴段测速设备对应的速度信息异常，并输出所述非轴段测速设备对应的速度信息作为融合结果；

若所述轴段测速设备对应的速度小于所述非轴段测速设备对应的速度且所述非轴段测速设备对应的速度与所述轴段测速设备对应的速度的差值大于第二预设阈值，则确定所述轴段测速设备发生打滑现象，并判定所述轴段测速设备对应的速度信息异常，并输出所述非轴段测速设备对应的速度信息作为融合结果；

若所述轴段测速设备未发生空转或打滑现象，则输出所述轴段测速设备对应的速度信息或者两个测速设备对应的速度大小的均值及任一测速设备对应的速度方向作为融合结果。