[发明专利]一种基于环视相机的捕线器自动定位系统及方法

说明书

本发明提供一种基于环视相机的捕线器自动定位系统及方法，系统包括采用有线或无线的连接方式连接的数据采集平台、数据分析平台、数据显示平台；方法包括：1、数据采集模块生成车辆周围环境的鸟瞰图并通过有线或者无线方式传输到数据分析平台；2、数据分析平台匹配以获得车辆相对于捕线器的实时位姿；3、数据传输模块实时传输1和2的检测结果和位姿结果到数据显示平台，驾驶员利用这些信息辅助定位捕线器；重复步骤1到步骤3进行数据的实时更新，从而实现对捕线器的定位。本发明具有价格低廉、覆盖范围广、定位精度高、受光纤环境因素影响小等优点，可以将信息传输给外界客户端如充电管理系统，也可以输出到显示终端辅助驾驶员安全驾驶。

技术领域

本发明涉及无轨电车定位和充电技术领域，具体地，涉及一种基于环视相机的捕线器自动定位系统及方法。

背景技术

公交无轨电车是一种由架空接触网供电、电动机驱动，不依赖固定轨道行驶的道路公共交通工具。装备有蓄电池的无轨电车可以在没有架空接触网的地方行驶。而蓄电池的充电需要到线路上最近的捕线器，将车辆的双源导线接口与捕线器连接进行充电。

正常情况下，公交车行驶在指定的路线上，司机听到相应的标示位后按下开关，双源导线会自动升起，进入捕线器，进行自动连接。但是有时公交车道上存在行人或者其他车辆，导致公交车不能停到指定的位置，此时不能自动连接。需要知道捕线器的位置，再进行手动连接。

目前使用的手动连接的方式费事费力。而目前使用的一些捕线器自动连接系统均存在一定的不足。例如采用激光雷达传感器的方法受雨雪雾等环境的影响较大，且成本较高。DGPS的方法受GPS信号的影响较大。因为捕线器通常在公交车上方，采用前视相机的方法容易受到直射阳光的干扰。

经检索，在2016年1月26号公布的公开号为US9242562的发明专利”System forautomatically connecting and a disconnecting catenary vehicle to and from theoverhead line during travel”,采用一套标定好的的双目相机作为传感器，安装在公交车车头上方。通过识别车辆上方的架空线来将双源导线与架空线进行连接。但是双目相机容易受到阳关直射的干扰，且双目相机的精度随着距离的增加下降严重。

近些年，环视相机在汽车上的应用越来越多。环视相机具有价格低廉，，覆盖范围广，对阳光鲁棒等优点。将其应用于无轨电车的捕线器自动连接系统将有广阔前景。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于环视相机的捕线器自动定位系统及方法，解决当前无轨电车停车充电时，捕线器自动定位系统鲁棒性不强、成本过高的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种基于环视相机的捕线器自动定位系统，包括：数据采集平台、数据分析平台、数据显示平台，其中：

所述数据采集平台包括由鱼眼相机组成的传感器模块和传感器预处理模块，传感器模块用于实时采集六路鱼眼相机的原始图像，传感器预处理模块将原始图像通过去畸变、逆透视变换，获得车辆周围场景的鸟瞰图，并传输给数据分析平台；

所述数据分析平台包括数据处理模块、数据存储模块和数据传输模块，其中：所述数据处理模块用于实时获取传感器预处理模块生成的鸟瞰图以获得车辆周围的场景，对捕线器正下方的停车框进行检测，通过三角定位法以获得车辆相对于停车框的位置和姿态；所述数据存储模块用于实时存储停车框的检测结果和车辆相对于停车框的位置和姿态；所述数据传输模块用于将停车框的检测结果、车辆相对于停车框的位置和姿态信息，实时传输到数据显示平台；

所述数据显示平台，用于实时显示车辆周围的场景和停车框的检测结果，虚拟显示车辆当前的位姿，为驾驶员提供参考。

优选地，所述的数据采集平台中，由鱼眼相机组成的传感器模块通过有线的方式连接传感器预处理模块。