[发明专利]一种基于高精度地图的列车运行方法及其系统

说明书

本发明公开了一种基于高精度地图的列车运行方法及其系统，涉及交通列车运行技术领域，包括融合主机、车载激光雷达、车载双目视觉、车载惯导和ATS系统，融合主机与ATS系统之间通过无线通信方式连接；融合主机，用于数据融合、构建高精度地图和存储地图；车载激光雷达、车载双目视觉和车载惯导通过以太网连接融合主机；ATS系统，用于下发的高精度电子地图和时刻表、对母图进行更新；车载激光雷达、车载双目视觉和车载惯导通过以太网连接在融合主机中，融合主机构建地图。本发明具有通过对列车运行的环境进行实时检测和感知；可对列车运行的地图实时建图并更新，有利于提高在空间上对列车进行实时的定位与监视的效果和反应速度等优点。

技术领域

本发明涉及交通列车运行技术领域，具体涉及一种基于高精度地图的列车运行方法及其系统。

背景技术

目前在信号系统中列车运行完全依赖配置的线路离散式电子地图，电子地图中包括线路信息，信标位置信息、道岔信息、站台信息以及折返轨信息等。列车在运行中通过定位并查找地图的这些信息进行定位。但是，所有数据都是固定的原始地图，不具备实时性检测功能，信息量少，缺少更多的环境感知。只能通过电子地图进行运行，无法进行突发情况的应变处理、并降低了列车的自助处理能力。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明要解决的技术问题是提供一种基于高精度地图的列车运行方法及其系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于高精度地图的列车运行方法，包括以下步骤：

S1、通过多个先导列车的运行进行三维空间地图测绘、并存储在ATS系统中，其中，地图测绘是基于列车上的车载激光雷达、车载双目视觉和车载惯导采集的信息进行测绘建立高精度电子地图，并将多个先导列车测绘后的地图进行融合形成母图存储在ATS系统中；

车载激光雷达、车载双目视觉和车载惯导均与融合主机连接；

车载激光雷达和车载双目视觉，对先导列车全线实时运行时的信息进行采集，建立高精度电子地图并存储在ATS系统中；

车载惯导，利用传感器获取的数据，实现先导列车行驶速度、位置、方向等信息的解算与显示，以及实时显示先导列车行驶轨迹、对车载双目视觉和车载激光雷达的数据进行融合修正，构建三维点云图(在列车开通运营之前，通过人工驾驶对线路进行构图，利用激光雷达和车载双目视觉通过点云构建三维高精度地图，采用标定的方式，转换为统一的坐标空间，车载惯导对双目视觉以及车载激光雷达进行修正；同时将信标的位置进行确认，获取列车精确的位置，以可视化方式监督系统工作状况)；构建的三维高精度地图包括：线路的限界、线路附件、弯道、道岔和/或三维空间信息等。

S2、运营列车唤醒后进行待命，ATS系统通过地面服务器将高精度电子地图和时刻表下发给运营列车，运营列车匹配本地电子地图并更新；

S3、运营列车根据ATS系统下发的高精度电子地图和时刻表进行自主运行，通过车载双目视觉和激光雷达在运行过程中对全线进行实时建立三维地图，在运行过程中进行实时的建图，用于运营列车的定位与速度检测，并与唤醒时ATS系统下发的高精度电子地图进行匹配，运营列车实时运行或回库后将与ATS系统中存储的母图不一致的部分通过融合主机上传至控制中心，ATS系统将当天运行的实时建立的高精度电子地图与ATS系统中的母图进行对比，如果不一致，则采用多数表决原则对ATS系统中存储的母图进行更新。

优选地，所述车载激光雷达和车载双目视觉所采集的信息还包括对异物侵线采集的信息，采集的异物侵线信息包括：跌落物、道岔状态、轨道状态、信号指示灯、站台限界、接触网状态和隧道空间状态。

优选地，所述针对线路异常能够进行感知，同时在运行过程中，出现与地面的通信中断，列车能够继续自动驾驶(限速)，不需要人工干预，通过环境感知确认道岔状态和/或信号灯指示，以便继续运行。