[发明专利]一种基于图像识别的磁悬浮列车主动导向方法及系统

说明书

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。

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；